Как движение континентов влияет на климат Земли? Новые данные о тектонике плит

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Наша планета — не статичный каменный шар, а динамичная система, постоянно меняющаяся и эволюционирующая. Одним из ключевых процессов, определяющих облик Земли и её климат, является тектоника плит — непрерывное движение огромных фрагментов земной коры. Новое исследование, опубликованное в журнале «Geochemistry, Geophysics, Geosystems», проливает свет на то, как эти движения влияют на глобальный углеродный цикл и, следовательно, на климат планеты на протяжении миллиардов лет.

Долгое время ученые рассматривали вулканы, подводные гидротермальные источники и срединно-океанические хребты как основные каналы выброса углекислого газа из земных недр. Эти геологические структуры, расположенные на границах тектонических плит, действительно играют важную роль в этом процессе.

Тектоника, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Однако новое исследование, проведенное Р. Дитмаром Мюллером и его коллегами, предлагает более детальный взгляд на эту проблему. Они утверждают, что тектоника плит не только высвобождает углекислый газ, но и активно участвует в его поглощении, включая его в состав новой земной коры, формирующейся на срединно-океанических хребтах.

Схематическая блок-схема, описывающая тектонические резервуары углерода и потоки углерода в нашей модели. Осадочные породы морского дна включают резервуары углерода в виде пелагического карбонатного углерода, а также органического углерода. Океаническая кора относится к верхнему гидротермально измененному вулканическому разрезу коры. Мантийная литосфера отражает приток углерода в плиту на срединно-океанических хребтах, а также включает последующее поглощение углерода через серпентинизацию на медленно распространяющихся срединно-океанических хребтах, а также через изгибы и разломы плиты вдоль зон субдукции, которые рассматриваются здесь как отдельные резервуары. Континентальная кора содержит осадочные карбонатные платформенные резервуары, сформировавшиеся первоначально вдоль пассивных окраин. Поток углерода из слэба отражает деполятизацию углерода из субдуцирующего слэба на глубине выше 125 км на основе термодинамического моделирования, а хранение в слэбе относится к остаточному углероду в слэбе, опускающемуся на глубину ниже 125 км, в конечном итоге смешиваясь с конвектирующей мантией. Поток углерода в атмосферу происходит вдоль срединно-океанических хребтов, зон субдукции и континентальных рифтов. Выброс углерода вдоль континентальных дуг обусловлен деполятизацией субдуцированных глубоководных карбонатных отложений, а также метаморфической дегазацией карбонатных блоков коры вдоль зон субдукции. Цитирование: Müller, R. D., Dutkiewicz, A., Zahirovic, S., Merdith, A. S., Scotese, C. R., Mills, B. J. W., et al. (2024). Solid Earth carbon degassing and sequestration since 1 billion years ago. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25, e2024GC011713. https:// doi.org/10.1029/2024GC011713
Автор: Müller, R. D. et al. Источник: agupubs.onlinelibrary.wiley.com

Для построения более точной модели ученые использовали данные о движении тектонических плит за последний миллиард лет. Результаты моделирования оказались удивительно согласованными с палеоклиматическими данными. Например, периоды повышенной тектонической активности, сопровождавшиеся, согласно модели, более интенсивным выбросом углекислого газа, совпадают с теплыми эпохами в истории Земли, такими как начало эдиакарского периода. Наоборот, эпохи относительного тектонического затишья коррелируют с периодами глобального похолодания, включая гипотетический период «Земли-снежка».

Плотность площади углерода карбонатов океанической коры. Плотность углерода в верхней вулканической части океанической коры зависит от интенсивности гидротермальной циркуляции. Она зависит от возраста коры и температуры придонных вод (рис. 6), причем большая часть поглощения углерода происходит в коре моложе 20 млн лет, а очень молодая кора вдоль гребней срединно-океанических хребтов относительно лишена карбонатного углерода (окрашена в темно-синий цвет). С увеличением возраста углерод последовательно возрастает, при этом кора возрастом более 20 млн лет характеризуется относительно высоким содержанием углерода (показано розовым цветом). Проекция Моллвейда. Цитирование: Müller, R. D., Dutkiewicz, A., Zahirovic, S., Merdith, A. S., Scotese, C. R., Mills, B. J. W., et al. (2024). Solid Earth carbon degassing and sequestration since 1 billion years ago. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25, e2024GC011713. https:// doi.org/10.1029/2024GC011713
Автор: Müller, R. D. et al. Источник: agupubs.onlinelibrary.wiley.com

Разлом суперконтинента Пангея, сопровождавшийся активным движением плит, также, вероятно, сыграл значительную роль в изменении климата. Модель предполагает, что этот процесс привел к массивному выбросу углекислого газа и последующему потеплению.

Таким образом, тектоника плит — это не просто механизм выброса углерода из земных недр. Это сложный и динамичный процесс, регулирующий баланс между выбросами и поглощением углекислого газа, оказывая, тем самым, существенное влияние на климат планеты на протяжении геологических эпох. Несмотря на значительные успехи в понимании этого процесса, многие аспекты взаимодействия тектоники плит и углеродного цикла остаются загадкой и требуют дальнейшего изучения. Разгадка этих тайн позволит нам глубже понять эволюцию климата Земли и, возможно, лучше предсказывать его будущие изменения.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Новые доказательства древнего океана на Марсе: что обнаружил «Чжужун» в Утопии?

Вопрос о существовании древнего океана на Марсе будоражит научное сообщество уже не одно десятилетие. Каждый новый фрагмент данных, полученный с Красной планеты, становится предметом пристального...

Как движение континентов влияет на климат Земли? Новые данные о тектонике плит

Наша планета — не статичный каменный шар, а динамичная система, постоянно меняющаяся и эволюционирующая. Одним из ключевых процессов, определяющих облик Земли и её климат, является...

Обзор смартфона AGM H Max: ёмкий аккумулятор и удобный форм-фактор

Смартфон AGM H Max продолжает линейку бюджетных моделей бренда. В каждой из присутствующих на рынке модификаций «H» были отличия в дисплее, доступной оперативной и внутренней памяти, камерах. В...

Почему стоит отказаться от сушилок для рук в публичных местах?

Многие из нас, заходя в общественный туалет, привычно пользуются сушилкой для рук. Звучит вполне логично: нажатие кнопки, теплый поток воздуха, руки становятся сухими, и можно идти дальше по своим...

Ядовитое растение «Гимпи-гимпи»: где встречается и чем опасно

Растительный мир поражает своим многообразием. На данный момент ученые открыли порядка 400 тысяч видов растений, распространённых на всех континентах нашей планеты. Даже на Антарктиде произрастают...

Как уснуть — рабочие лайфхаки для крепкого сна

Я думаю, у каждого из нас бывают периоды, когда мы никак не можем уснуть. Вроде бы и время пришло, и сонливость есть, но вот ты лежишь с закрытыми глазами, а мозг никак не отключается часами...