Земля дышит углеродом через трещины: скрытый механизм годами переписывает климат

Внутри Земли работает "медленный механизм", который незаметно меняет правила игры для климата. Речь о глубинном углеродном цикле: углерод то прячется в породах на дне океана, то возвращается в атмосферу через тектонические процессы. Новые данные показывают, что мы недооценивали вклад зон, где плиты расходятся, а не только вулканических дуг. Об этом сообщает The Conversation со ссылкой на исследование в Communications Earth & Environment.

Как углерод путешествует между океаном, мантией и атмосферой

Долгие эпохи "тепличной" Земли и периоды "ледяного дома" обычно связывают с концентрацией CO₂. Но важен не только уровень углекислого газа, а то, откуда он берётся и куда исчезает на геологических промежутках времени.

Океаны способны вытягивать огромные объёмы CO₂ из воздуха и "запечатывать" его в осадочных породах морского дна. За тысячи лет там накапливаются мощные слои углеродсодержащих отложений. Затем тектоника перемещает эти пласты: они могут попасть в зоны субдукции, где одна плита уходит под другую, и часть углерода возвращается глубже — в мантию. Этот обмен и называют глубоким углеродным циклом.

Не только вулканы: почему важны срединно-океанические хребты и рифты

Долгое время главными "помпами" CO₂ считали вулканические дуги в местах столкновения плит. Новое моделирование за последние 540 миллионов лет предлагает более сложную картину: существенная роль принадлежит и областям расхождения плит — срединно-океаническим хребтам и континентальным рифтам.

Логика такая: когда плиты расходятся, формируется новая кора, активизируется дегазация и меняется баланс между тем, сколько углерода высвобождается и сколько "захоранивается" в осадках. По расчётам авторов, именно этот баланс помогает объяснять, почему в одни эпохи планета удерживалась в более тёплом режиме, а в другие — уходила в устойчивое охлаждение.

Что изменилось в последние 120 миллионов лет

Отдельно исследователи отмечают сдвиг в роли вулканических дуг в относительно "недавней" геологической истории. По их версии, доминирование выбросов вдоль дуг усилилось примерно за последние 120 миллионов лет, когда в океанах широко распространились планктонные кальцификаторы. Эти микроскопические организмы научились эффективно превращать растворённый углерод в кальцит, создавая большие объёмы карбонатных осадков на морском дне.

Из-за этого океан стал активнее связывать атмосферный углерод, а затем перенос этих отложений к зонам субдукции начал сильнее подпитывать "возвратный" поток CO₂. В итоге источники и "тормоза" углерода оказываются завязанными на биологию океана и геометрию плит одновременно.