Ученые обнаружили, что при медленном столкновении тектонических плит внутрь Земли попадает больше углерода, чем считалось ранее.
Ученые из Кембриджского университета и Наньянского технологического университета в Сингапуре обнаружили, что углерод, втянутый в земные недра в зонах субдукции, где сталкиваются тектонические плиты остается запертым на глубине и не выходит на поверхность в виде вулканических выбросов, сообщает phys.org
Результаты исследования предполагают, что только около трети углерода возвращается на поверхность, что противоречит предыдущим теориям, в которых говорилось, что весь углерод в основном возвращается обратно.
Изучая, как углерод ведет себя в недрах Земли, где находится большая часть углерода нашей планеты, ученые могут лучше понять весь жизненный цикл углерода на Земле и то, как он перемещается между атмосферой, океанами и живыми существами на поверхности.
Наиболее изученные части жизненного цикла углерода находятся на поверхности Земли или вблизи нее, но глубокие запасы углерода играют ключевую роль в поддержании пригодности для жизни на нашей планете, регулируя уровни CO2 в атмосфере.
"Мы относительно хорошо понимаем поведение углерода на поверхности, но гораздо меньше знаем о внутренних скоплениях углерода в недрах Земли, где он циркулирует в течение миллионов лет", — говорит Стефан Фарсанг из Кембриджского университета.
Есть несколько способов выброса углерода в атмосферу в виде CO2, но есть только один путь, по которому он может вернуться в недра Земли: через субдукцию плит. Ученые думали, что большая часть этого углерода затем возвращается в атмосферу в виде CO2 через извержения вулканов. Но новое исследование показывает, что химические реакции, происходящие в породах, поглощенных зонами субдукции, захватывают углерод и отправляют его глубже в недра Земли, останавливая его возвращение на поверхность.
Ученые провели серию экспериментов в Европейском центре синхротронного излучения. "Здесь можно измерить очень низкие концентрации этих металлов в интересующих нас условиях высокого давления и температуры", — говорит Саймон Редферн Наньянского технологического университета в Сингапуре.
Исследование показало, что карбонатные породы, которые имеют тот же химический состав, что и мел, становятся менее богатыми кальцием и более богатыми магнием, когда проникают глубже в мантию. Это химическое превращение делает карбонат менее растворимым, то есть он не попадает в вулканическую лаву. Вместо этого большая часть карбоната погружается глубже в мантию, где в конечном итоге может стать алмазом.
"Нам предстоит провести еще много исследований", — говорит Фарсанг. "В будущем мы хотим уточнить наши результаты, изучая растворимость карбонатов в более широком диапазоне температур, давлений и в разной жидкой среде".
"Эти результаты также помогут нам лучше понять способы удержания углерода в твердой земле, вне атмосферы. Если мы сможем ускорить этот процесс быстрее, чем это сделает природа, то это может стать способом избежать климатический кризис", — сказал Редферн.