Vurige rivier in Kamchatka, Rusland.
Uitgebreide kettings vulkane was verantwoordelik vir beide die vrystelling en dan verwydering van atmosferiese koolstofdioksied (CO2), wat die temperature op die aarde se oppervlak stabiliseer.
'n Internasionale navorsingspan het die gekombineerde impak van prosesse in die Aarde, oseane en atmosfeer oor die afgelope 400 miljoen jaar ondersoek. Hul bevindinge word in die joernaal gepubliseer Nature Geoscience.
Die navorsers het wetenskaplikes van die Universiteit van Leeds, Universiteit van Southampton, Universiteit van Sydney, ingesluit. Australiese Nasionale Universiteit (ANU), en die Universiteit van Ottawa.
Medeskrywer Dr. Andrew Merdith, van Leeds se Skool vir Aarde en Omgewing, het gesê: “Die werk onderskryf die belangrikheid van die konnektiwiteit en afhanklikheid tussen verskillende Aardestelsels, wat elkeen op verskillende skale in tyd en ruimte voorkom.
"Ongelukkig is die konnektiwiteit en reaksie tussen die verskillende stelsels nie noodwendig onmiddellik nie, en gevolge kan hul prosesse met miljoene jare vertraag."
Kontinentale vulkaniese boë soos hierdie in Kamchatka, Rusland, word vinnig verweer, wat die verwydering van CO2 uit die atmosfeer oor geologiese tyd dryf. Krediet: Tom Gernon, Universiteit van Southampton
Sluit CO2 toe
Natuurlike afbreek en ontbinding van gesteentes op die aarde se oppervlak word chemiese verwering genoem.
Die proses is krities belangrik omdat die produkte van verwering – elemente soos kalsium en magnesium – via riviere na die oseane gespoel word, waar dit minerale vorm wat CO2 opsluit.
Hierdie terugvoermeganisme reguleer atmosferiese CO2-vlakke, en op sy beurt die globale klimaat, oor geologiese tyd.
Die hoofskrywer van die verslag is dr. Tom Gernon, medeprofessor in aardwetenskap aan die Universiteit van Southampton, en 'n genoot van die Turing-instituut.
Hy het gesê: “In hierdie opsig dien verwering van die aarde se oppervlak as 'n geologiese termostaat.
"Maar die onderliggende kontroles was moeilik om te bepaal weens die kompleksiteit van die Aarde-stelsel."
"Om die relatiewe invloed van spesifieke prosesse binne die Aarde-stelselreaksie te verstaan, was dus 'n onoplosbare probleem."
Om die kompleksiteit te ontrafel, het die span 'n nuwe 'Aarde-netwerk' gebou, wat masjienleeralgoritmes en moderne plaattektoniese rekonstruksies insluit.
Dit het hulle in staat gestel om die dominante interaksies binne die Aarde-stelsel te identifiseer, en hoe hulle deur tyd ontwikkel het.
Die span het bevind dat kontinentale vulkaniese boë die belangrikste aandrywer van verweringsintensiteit oor die afgelope 400 miljoen jaar was.
Kettings van vulkane
Vandag bestaan kontinentale boë uit kettings vulkane in byvoorbeeld die Andes in Suid -Amerika en die Cascades in die VSA.
Hierdie vulkane is van die hoogste en vinnigste erodeerfunksies op aarde.
Omdat die vulkaniese gesteentes gefragmenteer en chemies reaktief is, word hulle vinnig verweer en in die oseane gespoel.
Leeds se dr. Merdith het bygevoeg: “Die plaattektoniese rekonstruksies, wat die posisie en beweging van die aarde se tektoniese plate deur tyd beskryf, het 'n grondslag verskaf waarbinne ons analise nie net uitgevoer kon word nie, maar ook sin maak.
"Dit is omdat ons 'n aantal tektoniese parameters kan onttrek en benader, soos vulkaniese ontgassing langs boë, sowel as die berging van koolstof in oseane deur die verandering van nuwe oseaniese kors by middel-oseaan rante."
Martin Palmer, professor in geochemie aan die Universiteit van Southampton en mede-outeur van die studie, het gesê: “Dit is 'n balanseertoertjie. Aan die een kant het hierdie vulkane groot hoeveelhede CO2 uitgepomp wat atmosferiese CO2-vlakke verhoog het.
"Aan die ander kant het hierdie selfde vulkane gehelp om daardie koolstof te verwyder deur vinnige verweringsreaksies."
Die studie werp twyfel oor 'n lang konsep dat die aarde se klimaatstabiliteit oor tien tot honderde miljoene jare 'n balans tussen verwering van die seebodem en kontinentale binneland weerspieël.
Geologiese toutrek
Hoofskrywer Dr. Gernon het bygevoeg: "Die idee van so 'n geologiese toutrekkery tussen die landmassas en die seebodem as 'n dominante drywer van aardoppervlakverwering word nie deur die data ondersteun nie.
“Ongelukkig beteken die resultate nie dat die natuur ons van klimaatsverandering sal red nie.
“Vandag is atmosferiese CO2-vlakke hoër as enige tyd in die afgelope drie miljoen jaar, en mensgedrewe vrystellings is ongeveer 150 keer groter as vulkaniese CO2-vrystellings.
"Die kontinentale boë wat blykbaar die planeet in die diep verlede gered het, is eenvoudig nie teenwoordig op die skaal wat nodig is om te help om hedendaagse CO2-vrystellings teen te werk nie."
Maar die span se bevindinge bied steeds kritiese insigte oor hoe die samelewing die huidige klimaatkrisis kan bestuur.
Kunsmatig verbeterde rotsverwering - waar rotse verpoeier en oor land versprei word om chemiese reaksietempo's te versnel - kan 'n sleutelrol speel in die veilige verwydering van CO2 uit die atmosfeer.
Die span se bevindinge dui daarop dat sulke skemas optimaal ontplooi kan word deur kalk-alkaliese vulkaniese materiale (dié wat kalsium, kalium en natrium bevat), soos dié wat in kontinentale boogomgewings voorkom, te gebruik.
Dr Gernon het bygevoeg: "Dit is geensins 'n silwer koeëloplossing vir die klimaatkrisis nie - ons moet dringend CO2-vrystellings verminder in ooreenstemming met IPCC-versagtingspaaie, punt.
"Ons assessering van weerterugvoer oor lang tydskale kan help om grootskaalse verbeterde verweringskemas te ontwerp en te evalueer, wat net een van die stappe is wat nodig is om globale klimaatsverandering teen te werk."
Vir meer inligting oor hierdie navorsing, sien Vulkane tree op as 'n veiligheidsklep vir die aarde se langtermynklimaat – stabiliseer oppervlaktemperature.
Verwysing: "Globale chemiese verwering oorheers deur kontinentale boë sedert die middel-Palaeosoïkum" deur Thomas M. Gernon, Thea K. Hincks, Andrew S. Merdith, Eelco J. Rohling, Martin R. Palmer, Gavin L. Foster, Clément P. Bataille en R. Dietmar Müller, 23 Augustus 2021, Natuur Geowetenskap.
DOI: 10.1038/s41561-021-00806-0
