Введение

История нашей планеты полна резких климатических изменений, когда она переходила из ледяных эпох в теплые климатические состояния. Долгое время ученые связывали эти колебания с изменениями уровня углекислого газа в атмосфере. Однако новые исследования показывают, что влияние тектонической активности Земли на климат гораздо более значительное, чем считалось ранее.

Роль тектонических плит в климатических изменениях

Тектоника плит, изучающая движение и взаимодействие земной коры, может оказать серьезное влияние на климат нашей планеты. Наша новая работа, опубликованная в журнале Communications, Earth and Environment, рассматривает, как тектонические процессы формируют глобальный климат на протяжении последних 540 миллионов лет.

Глубокий углеродный цикл

На границах тектонических плит, где они сталкиваются, образуются цепочки вулканов, известные как вулканические дуги. Вулканическая активность способствует высвобождению углерода, который был заблокирован в породах на протяжении тысячелетий. Однако, согласно нашим исследованиям, это не единственный источник углекислого газа. Мы обнаружили, что разломы срединно-океанских хребтов и континентальные разрывы, где плиты расходятся, играют более важную роль в углеродных циклах Земли.

Углерод в океанах

Наши океаны накапливают огромные объемы углекислого газа из атмосферы, сохраняя его в углеродсодержащих породах на дне. С течением времени этот процесс формирует многометровые слои углеродных осадков на морском дне. Двигаясь под воздействием тектонических плит, эти породы могут в конечном итоге пересекаться с зонами субдукции, где плиты сходятся, высвобождая углекислый газ обратно в атмосферу.

Что мы обнаружили

Используя компьютерные модели, мы реконструировали, как Земля перемещает углерод, сохраненный на тектонических плитах, и смогли предсказать основные климатические условия, такие как парниковые и ледниковые периоды, за последние 540 миллионов лет. Во время парниковых периодов, когда температура Земли была выше, углерода высвобождалось больше, чем захватывалось в углеродсодержащих породах. В противоположность этому, в ледниковые эпохи преобладал процесс захвата углерода, что снижало уровень углекислого газа в атмосфере и вызывало похолодание.

Понимание вулканических дуг

Ранее считалось, что углерод, выделяемый из вулканических дуг, является одним из основных источников углекислого газа в атмосфере. Однако, как показывает наше исследование, этот процесс стал доминирующим лишь в последние 120 миллионов лет благодаря появлению планктонных кальцификаторов — маленьких обитателей океана, которые преобразуют растворенный углерод в кальцит. Эти организмы ответственны за накопление огромных количеств углерода, который затем оседает на дне океана.

Новая перспектива на будущее

Наши выводы открывают новые горизонты для понимания взаимосвязи между тектоническими процессами и климатом. Мы можем использовать эти знания для предсказания климатических изменений и разработки стратегий по смягчению последствий глобального потепления. Понимание того, как тектоника плит влияет на углеродный цикл, имеет важное значение для изучения будущих климатических сценариев.

Заключение

Влияние тектонической активности на климат Земли является сложным и многогранным процессом, который требует дальнейшего изучения. Новые исследования показывают, что тектонические процессы, такие как движение плит и вулканическая активность, играют более важную роль, чем считалось ранее. Это понимание может изменить наш подход к изучению климата и углеродного цикла в будущем.