Земні надра поглинають більше вуглецю, ніж передбачалося, — учені

вулкан
Фото: ISS

Учені виявили, що при повільному зіткненні тектонічних плит всередину Землі потрапляє більше вуглецю, ніж вважалося раніше.

Учені з Кембриджського університету і Наньянського технологічного університету в Сінгапурі виявили, що вуглець, втягнутий у земні надра в зонах субдукції, де зіштовхуються тектонічні плити, залишається замкненим на глибині і не виходить на поверхню у вигляді вулканічних викидів, повідомляє phys.org.

Результати дослідження припускають, що тільки близько третини вуглецю повертається на поверхню, що суперечить попереднім теоріям, у яких говорилося, що весь вуглець в основному повертається назад.

Вивчаючи, як вуглець поводиться в надрах Землі, де є велика частина вуглецю нашої планети, учені можуть краще зрозуміти весь життєвий цикл вуглецю на Землі і те, як він переміщається між атмосферою, океанами і живими істотами на поверхні.

Найбільш вивчені частини життєвого циклу вуглецю розташовані на поверхні Землі або поблизу неї, але глибокі запаси вуглецю відіграють ключову роль в підтримці придатності для життя на нашій планеті, регулюючи рівні CO2 в атмосфері.

"Ми відносно добре розуміємо поведінку вуглецю на поверхні, але набагато менше знаємо про внутрішні скупченнях вуглецю в надрах Землі, де він циркулює протягом мільйонів років", — говорить Стефан Фарсанг з Кембриджського університету.

Є кілька способів викиду вуглецю в атмосферу у вигляді CO2, але є тільки один шлях, по якому він може повернутися в надра Землі: через субдукцію плит. Учені думали, що велика частина цього вуглецю потім повертається в атмосферу у вигляді CO2 через виверження вулканів. Але нове дослідження показує, що хімічні реакції, котрі відбуваються в породах, поглинених зонами субдукції, захоплюють вуглець і відправляють його глибше в надра Землі, зупиняючи його повернення на поверхню.

Учені провели серію експериментів у Європейському центрі синхротронного випромінювання. "Тут можна виміряти дуже низькі концентрації цих металів в цікавих для нас умовах високого тиску і температури", — говорить Саймон Редферн Наньянського технологічного університету в Сінгапурі.

Дослідження показало, що карбонатні породи, які мають той же хімічний склад, що і крейда, стають менш багатими на кальцій і багатшими на магній, коли проникають глибше в мантію. Це хімічне перетворення робить карбонат менш розчинним, тобто він не потрапляє у вулканічну лаву. Замість цього більша частина карбонату занурюється глибше в мантію, де зрештою може стати алмазом.

"Нам треба провести ще багато досліджень", — говорить Фарсанг. "У майбутньому ми хочемо уточнити наші результати, вивчаючи розчинність карбонатів у ширшому діапазоні температур, тисків і в різному рідкому середовищі".

"Ці результати також допоможуть нам краще зрозуміти способи утримання вуглецю у твердій землі, поза атмосферою. Якщо ми зможемо прискорити цей процес швидше, ніж це зробить природа, то це може стати способом уникнути кліматичної кризи", — сказав Редферн.