Kretanje tektonskih ploča utiče na klimu više nego što se pretpostavljalo

„Naša planeta imala je dramatične klimatske promene tokom istorije, oscilirajući od ledenog doba do perioda zagrevanja zbog efekta staklene bašte. Naučnici već dugo povezuju ove klimatske promene sa fluktuacijama ugljen-dioksida u atmosferi. Međutim, novo istraživanje otkriva da su izvor ovog ugljenika, kao i pokretačke sile iza njega, daleko složeniji nego što se ranije mislilo“, napisali su Ben Mater sa Univerziteta u Melburnu i Adrijana Dutkijevič, Ditmar Miler i Sabin Zahirović sa Univerziteta u Sidneju u tekstu za The Conversation, koji prenosimo u celosti.

„Zapravo, način na koji se tektonske ploče kreću po Zemljinoj površini igra veliku, ranije potcenjenu ulogu u klimi. Ugljenik se ne pojavljuje samo tamo gde se tektonske ploče spajaju. Mesta gde se ploče udaljavaju jedna od druge takođe su značajna.

Preporučujemo

Naša nova studija, objavljena u žurnalu Communications, Earth and Environment, osvetljava kako je tačno tektonika ploča pomogla u oblikovanju globalne klime tokom poslednjih 540 miliona godina.

Na granicama gde se Zemljine tektonske ploče sudaraju (konvergiraju), nastaju lanci vulkana poznati kao vulkanski lukovi. Topljenje povezano sa ovim vulkanima oslobađa ugljenik koji je hiljadama godina bio zarobljen unutar stena, iznoseći ga na površinu Zemlje.

Istorijski gledano, smatralo se da su ovi vulkanski lukovi glavni krivci za ubacivanje ugljen-dioksida u atmosferu.

Naši nalazi osporavaju to gledište. Umesto toga, sugerišemo da su srednjookeanski grebeni i kontinentalni riftovi – mesta gde se tektonske ploče razmiču – igrali mnogo značajniju ulogu u pokretanju ciklusa ugljenika kroz geološko vreme.

To je zato što svetski okeani skladište ogromne količine ugljen-dioksida iz atmosfere. Većinu čuvaju unutar stena bogatih ugljenikom na morskom dnu. Tokom hiljada godina ovaj proces može stvoriti stotine metara sedimenata bogatih ugljenikom na dnu okeana.

Kako se ove stene zatim kreću po Zemlji pod uticajem tektonskih ploča, one na kraju mogu dospeti do zona subdukcije – mesta gde se ploče sudaraju. To oslobađa njihov tovar ugljen-dioksida nazad u atmosferu.

Ovo je poznato kao 'duboki ciklus ugljenika'. Da bismo pratili protok ugljenika između Zemljine rastopljene unutrašnjosti, okeanskih ploča i atmosfere, možemo koristiti kompjuterske modele kretanja tektonskih ploča kroz geološko vreme.

Koristeći kompjuterske modele za rekonstrukciju toga kako Zemlja pomera ugljenik uskladišten na tektonskim pločama, uspeli smo da predvidimo glavne periode zagrevanja i hlađenja tokom poslednjih 540 miliona godina.

Tokom perioda „staklene bašte“ – kada je Zemlja bila toplija – oslobađalo se više ugljenika nego što je ostajalo zarobljeno u stenama. Nasuprot tome, tokom ledenih perioda, dominiralo je skladištenje ugljenika u okeanima, što je snižavalo nivoe atmosferskog ugljen-dioksida i pokretalo hlađenje.

Jedan od ključnih zaključaka naše studije je kritična uloga dubokomorskih sedimenata u regulisanju atmosferskog ugljen-dioksida. Dok se Zemljine tektonske ploče polako kreću, one nose sedimente bogate ugljenikom, koji se na kraju vraćaju u unutrašnjost Zemlje kroz proces poznat kao subdukcija.

Pokazujemo da je ovaj proces glavni faktor u određivanju da li je Zemlja u stanju staklene bašte ili ledenog doba.

Istorijski, ugljenik emitovan iz vulkanskih lukova smatrao se jednim od najvećih izvora ugljen-dioksida u atmosferi.

Međutim, ovaj proces je postao dominantan tek u poslednjih 120 miliona godina zahvaljujući planktonskim kalcifikatorima. Ova mala okeanska stvorenja pripadaju porodici fitoplanktona čiji je glavni talenat pretvaranje rastvorenog ugljenika u kalcit. Oni su odgovorni za skladištenje ogromnih količina atmosferskog ugljenika u sedimente bogate ugljenikom koji se talože na morskom dnu.

Planktonski kalcifikatori su se razvili tek pre oko 200 miliona godina, a proširili su se svetskim okeanima pre oko 150 miliona godina. Dakle, visok udeo ugljenika izbačenog u atmosferu duž vulkanskih lukova u poslednjih 120 miliona godina uglavnom je posledica sedimenata bogatih ugljenikom koje su ova stvorenja stvorila.

Pre toga, otkrili smo da su emisije ugljenika iz srednjookeanskih grebena i kontinentalnih riftova – regiona gde se tektonske ploče razmiču – zapravo značajnije doprinosile količini ugljen-dioksida u atmosferi.

Naši nalazi nude novu perspektivu o tome kako su Zemljini tektonski procesi oblikovali i kako će nastaviti da oblikuju našu klimu.

Ovi rezultati sugerišu da Zemljinu klimu ne pokreće samo ugljenik u atmosferi. Umesto toga, na klimu utiče zamršena ravnoteža između emisija ugljenika sa Zemljine površine i načina na koji on biva zarobljen u sedimentima na morskom dnu.

Ova studija takođe pruža ključne uvide za buduće klimatske modele, posebno u kontekstu trenutne zabrinutosti zbog rastućeg nivoa ugljen-dioksida. Sada znamo da prirodni ciklus ugljenika na Zemlji, pod uticajem pomeranja tektonskih ploča pod našim nogama, igra vitalnu ulogu u regulisanju klime planete. Razumevanje ove perspektive može nam pomoći da bolje predvidimo buduće klimatske scenarije i tekuće efekte ljudske aktivnosti.“

(Telegraf Nauka/The Conversation)