Вулканы начали заметно влиять на климат Земли сравнительно недавно
pxhere.com
Способность вулканов существенно влиять на климат Земли может быть гораздо моложе, чем предполагалось ранее. К такому выводу пришли ученые, изучившие эволюцию углеродного цикла планеты за последние сотни миллионов лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications Earth and Environment.
На протяжении истории Земли климат неоднократно менялся — от ледниковых периодов до так называемых «парниковых» эпох. Ключевую роль в этих колебаниях играла концентрация углекислого газа в атмосфере. Долгое время считалось, что важнейшим естественным источником CO₂ были вулканические дуги — цепи вулканов, возникающие в зонах столкновения тектонических плит, таких как район Японии.
Однако моделирование, проведенное геологом Беном Мазером из Мельбурнского университета, показало, что вулканические дуги стали доминирующим источником углеродных выбросов лишь около 100 миллионов лет назад — ближе к концу эпохи динозавров. До этого их вклад в глобальный углеродный баланс был относительно невелик.
Ключевым фактором изменений стало появление около 150 миллионов лет назад фитопланктона, формирующего оболочки из карбоната кальция. После гибели этих организмов огромные объемы углерода накапливались на морском дне в виде известковых отложений. По мере движения тектонических плит и процесса субдукции — погружения океанической коры под континентальную — этот углерод попадал в недра Земли, а часть его возвращалась в атмосферу через вулканические дуги.
До появления такого планктона вулканические дуги выбрасывали сравнительно мало CO₂. Основным же механизмом выхода углерода из недр служил рифтинг — процесс расхождения тектонических плит. Он происходил как на суше, например в Восточно-Африканском рифте, так и в океанах вдоль срединно-океанических хребтов, где формируется новая земная кора и выделяются газы из мантии.
Ученые смоделировали тектонические процессы за последние 500 миллионов лет и установили, что на протяжении большей части истории планеты именно рифтовые зоны обеспечивали относительно стабильные выбросы углерода. Вулканические дуги резко усилили свою роль лишь после того, как на дне океанов появился новый крупный резервуар углерода биологического происхождения. По оценкам исследователей, сегодня вулканические дуги выбрасывают примерно на две трети больше углерода, чем 150 миллионов лет назад.
Несмотря на это, современная Земля остается в состоянии длительного ледникового периода, начавшегося около 34 миллионов лет назад, внутри которого происходят короткие теплые межледниковья. Одной из причин общего охлаждения является активная работа фитопланктона, который поглощает углерод из океана и надежно связывает его в донных отложениях. Этот процесс пока компенсирует рост вулканических выбросов.
По мнению специалистов, такие модели крайне важны для понимания того, как эволюция жизни, тектоника и вулканизм совместно формировали климат Земли. Изменения в составе морских организмов и осадков со временем могли радикально менять роль глубинных процессов в регулировании температуры планеты.
