Tüzes folyó Kamcsatkában, Oroszországban.
Kiterjedt vulkánláncok felelősek a légköri szén-dioxid (CO2) kibocsátásáért, majd eltávolításáért, stabilizálva ezzel a hőmérsékletet a Föld felszínén.
Egy nemzetközi kutatócsoport a Földben, az óceánokban és a légkörben zajló folyamatok együttes hatását tárta fel az elmúlt 400 millió év során. Eredményeiket a folyóiratban teszik közzé Nature Geoscience.
A kutatók között a Leedsi Egyetem, a Southamptoni Egyetem és a Sydneyi Egyetem tudósai voltak. Ausztrál Nemzeti Egyetem (ANU) és az Ottawai Egyetem.
Dr. Andrew Merdith társszerző, a Leeds School of Earth and Environment munkatársa a következőket mondta: „A munka alábecsüli a különböző földi rendszerek kapcsolatának és függőségének fontosságát, amelyek mindegyike eltérő léptékben fordul elő időben és térben.
"Sajnos a különböző rendszerek közötti kapcsolat és reakció nem feltétlenül azonnali, és a hatások évmilliókkal késleltethetik a folyamatokat."
A kontinentális vulkáni ívek, mint például az oroszországi Kamcsatkában, gyorsan mállnak, ami a geológiai idő múlásával elősegíti a CO2 eltávolítását a légkörből. Köszönetnyilvánítás: Tom Gernon, Southamptoni Egyetem
A CO2 elzárása
A kőzetek természetes lebomlását és feloldódását a Föld felszínén kémiai mállásnak nevezik.
A folyamat kritikus jelentőségű, mivel az időjárási termékek – olyan elemek, mint a kalcium és a magnézium – a folyókon keresztül az óceánokba áramlanak, ahol ásványi anyagokat képeznek, amelyek elzárják a CO2-t.
Ez a visszacsatolási mechanizmus szabályozza a légkör CO2-szintjét, és így a globális éghajlatot a geológiai idő függvényében.
A jelentés vezető szerzője Dr. Tom Gernon, a Southamptoni Egyetem földtudományi docense és a Turing Intézet munkatársa.
Azt mondta: „E tekintetben a Föld felszínének mállása geológiai termosztátként szolgál.
"De a mögöttes vezérlőelemek nehezen meghatározhatók a Föld rendszerének összetettsége miatt."
„Ezért a földi rendszer reakciójában meghatározott folyamatok relatív hatásának megértése megoldhatatlan probléma volt.”
A bonyolultság feloldása érdekében a csapat új „Földi hálózatot” épített fel, amely gépi tanulási algoritmusokat és korszerű lemeztektonikus rekonstrukciókat tartalmazott.
Ez lehetővé tette számukra, hogy azonosítsák a Föld rendszerén belüli domináns kölcsönhatásokat, és azt, hogy ezek hogyan fejlődtek az időben.
A csapat megállapította, hogy a kontinentális vulkáni ívek az elmúlt 400 millió év időjárási intenzitásának legfontosabb mozgatórugói voltak.
Vulkánok láncai
Manapság a kontinentális ívek vulkánláncokból állnak, például a dél-amerikai Andokban és az Egyesült Államokban a Kaszkádokban.
Ezek a vulkánok a Föld legmagasabban és leggyorsabban erodáló elemei közé tartoznak.
Mivel a vulkáni kőzetek töredezettek és kémiailag reakcióképesek, gyorsan mállnak, és bemosódnak az óceánokba.
A leedsi Dr. Merdith hozzátette: „A lemeztektonikus rekonstrukciók, amelyek leírják a Föld tektonikus lemezeinek helyzetét és mozgását az időben, olyan alapot biztosítottak, amelyen belül elemzésünket nemcsak elvégezni, hanem értelmet is adni.
„Ez azért van, mert számos tektonikus paramétert kivonhatunk és közelíthetünk, mint például a vulkáni gáztalanítást az ívek mentén, valamint a szén óceánokban való tárolását az óceánközépi gerinceken lévő új óceáni kéreg megváltoztatása révén.”
Martin Palmer, a Southamptoni Egyetem geokémia professzora és a tanulmány társszerzője a következőket mondta: „Ez egy egyensúlyt teremt. Egyrészt ezek a vulkánok nagy mennyiségű CO2-t pumpáltak ki, ami növelte a légkör CO2-szintjét.
"Másrészt ugyanezek a vulkánok gyors időjárási reakciókon keresztül segítettek eltávolítani ezt a szenet."
A tanulmány megkérdőjelezi azt a régóta fennálló elképzelést, hogy a Föld éghajlati stabilitása több tíz-százmillió éven át a tengerfenék és a kontinentális belső terek mállása közötti egyensúlyt tükrözi.
Geológiai kötélhúzás
A vezető szerző, Dr. Gernon hozzátette: „Az adatok nem támasztják alá azt az elképzelést, hogy egy ilyen geológiai kötélhúzás a szárazföldek és a tengerfenék között a Föld felszíni mállásának meghatározó hajtóereje.
„Sajnos az eredmények nem azt jelentik, hogy a természet megment minket a klímaváltozástól.
„Ma a légkör CO2-szintje magasabb, mint bármikor az elmúlt három millió évben, és az emberi eredetű kibocsátás körülbelül 150-szerese a vulkáni CO2-kibocsátásnak.
„Azok a kontinentális ívek, amelyek úgy tűnik, hogy a múltban megmentették a bolygót, egyszerűen nincsenek olyan mértékben jelen, mint ami a jelenlegi CO2-kibocsátás ellensúlyozásához szükséges.”
A csapat eredményei azonban továbbra is kritikus betekintést nyújtanak abba, hogy a társadalom hogyan kezelheti a jelenlegi éghajlati válságot.
A mesterségesen megnövelt kőzetmállás – ahol a kőzeteket porrá törik és szétterítik a szárazföldön, hogy felgyorsítsák a kémiai reakciók sebességét – kulcsszerepet játszhat a CO2 légkörből való biztonságos eltávolításában.
A csapat eredményei azt sugallják, hogy az ilyen sémák optimálisan alkalmazhatók kalcium-lúgos vulkáni anyagok (kalciumot, káliumot és nátriumot tartalmazó) használatával, mint amilyenek a kontinentális ívkörnyezetekben találhatók.
Dr. Gernon hozzátette: „Ez semmiképpen sem jelent megoldást az éghajlati válságra – sürgősen csökkentenünk kell a CO2-kibocsátást az IPCC mérséklési útjaival összhangban, pont.
"Az időjárási visszajelzések hosszú távú értékelése segíthet a nagy léptékű, továbbfejlesztett időjárási sémák tervezésében és értékelésében, ami csak egy a globális éghajlatváltozás elleni küzdelemhez szükséges lépések közül."
Erről a kutatásról további információért lásd: A vulkánok biztonsági szelepként működnek a Föld hosszú távú éghajlatáért – A felszíni hőmérsékletek stabilizálása.
Hivatkozás: „Globális kémiai időjárás, amelyet a kontinentális ívek uralnak a paleozoikum közepétől” Thomas M. Gernon, Thea K. Hincks, Andrew S. Merdith, Eelco J. Rohling, Martin R. Palmer, Gavin L. Foster, Clément P. Bataille és R. Dietmar Müller, 23. augusztus 2021., Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-021-00806-0
