Наука

Вулкани виявилися головним фактором регуляції кількості CO2 в атмосфері. Але тепер їх не вистачає

Поширений міф, що стосується змін клімату, говорить, що людство і близько не здатне забезпечити такий же обсяг викидів парникових газів, як природні геологічні процеси. Так що звинувачувати нас в глобальному потеплінні безглуздо. Нове дослідження показує, що у цієї точки зору є серйозні фактологічні підстави. Правда, вулкани не тільки забезпечують атмосферу вуглекислим газом, але і провокують його подальше зв’язування в ході хімічного вивітрювання порід. І ця двоїстість їх впливу на планету завжди перебувала в рівновазі, тому міф залишається міфом: нівелювати вплив людей на клімат у геології швидко не вийде.

Стратовулкан Сент-Хеленс в штаті Вашингтон / © Lyn Topinka, Wikimedia

Міжнародний колектив вчених під керівництвом команди з Університету Саутгемптон (Великобританія) проаналізував зміни клімату на суші й в океанах процесами за геологічно значущий період в 400 мільйонів років. На таких масштабах краще видно тісний взаємозв’язок різних систем, які формують обличчя нашої планети, оскільки ефект від деяких подій може проявлятися через тривалий за людськими мірками час. Саме її існування і мали намір знайти, або спростувати дослідники.

Для обробки геологічних, гідрологічних і кліматичних даних треба було розробити й нову модель і модернізувати кілька вже наявних. Вченим неабияк допомогли недавні досягнення в області нейромережевих алгоритмів і машинного навчання. Підсумком копіткої роботи стала стаття, опублікована в журналі Nature Geoscience. Серед її авторів не тільки фахівці з Саутгемптонського університету, але також співробітники Лідського (Великобританія), Оттавського (Канада), Сіднейського і Національного Австралійського університетів.

Той факт, що хімічне вивітрювання допомагає зв’язувати вуглекислий газ з атмосфери відомий давно. Цей процес не варто плутати з ерозією – деградацією геологічних структур під дією води, що рухається. Вивітрювання відбувається без значного зміщення порід або їх фрагментів. Вони перетворюються в ході хімічних реакцій, механічного впливу вітру, замерзання і відтавання вологи, або при безпосередньому сприянні живих організмів. Більш того, хімічне вивітрювання пояснювало баланс викидів вуглекислого газу в атмосферу і його поглинання і раніше. Згідно широко прийнятої в наукових колах точці зору, ця гармонія обумовлювалася крихкою рівновагою між процесами на морському дні (сприяють викидам) і вивітрювання на суші (поглинають).

Однак, нове дослідження ставить цю теорію на грань неспроможності (крім того факту, що вона погано узгоджувалася з даними спостережень). Аналіз даних за останні 400 мільйонів років показує, що вирішальну роль у врівноважені коливання клімату на масштабах цілих геологічних періодів грали активні континентальні околиці. Це області активного вулканізму, обумовлені тектонікою плит. Так, вулкани викидають в атмосферу величезну кількість парникових газів (включаючи вуглекислоту) і здатні різко змінити клімат в короткостроковій перспективі. Але разом з тим вони покривають свої околиці колосальними обсягами хімічно активних порід.

З вулканічних порід швидко вимиваються з’єднання кальцію і магнію, які подорожують в басейни річок і морів. Там вони порівняно швидко, за геологічними мірками, під дією води формують нові мінерали, що зв’язують вуглекислий газ у твердій формі. Цей ефект настає трохи пізніше, ніж первинні прямі наслідки вивержень, і кількість пов’язаного CO2 виявляється більше викинутого вулканами. Протягом останніх 400 мільйонів років регулювання концентрації вуглекислоти в атмосфері такими геологічними процесами добре простежуються, що і виявило нове дослідження.

Але людина сильніше вулканів

Глибше розуміння механізмів регуляції глобального клімату – це чудово. І до того ж дозволяє розробити порівняно простий і дешевий спосіб уловлювання викинутого людством вуглекислого газу. Автори роботи пропонують розподіляти по поверхні вапняно-лужні мінерали в безпечних кількостях. Вони містять багато кальцію, калію і натрію, які під дією води швидко зв’яжуть вуглекислоту у тверду форму. Іншими словами, навмисно створювати умови хімічного вивітрювання, які характерні для активних континентальних околиць.

А робити це доведеться, оскільки людська діяльність призводить до викидів вуглекислого газу в 150 разів більшим, ніж забезпечують всі вулкани світу. З таким обсягом природні процеси хімічного вивітрювання оперативно впоратися не зможуть. Причому, на думку вчених зниженням рівня CO2 в атмосфері необхідно було потурбуватися ще вчора – зараз він рекордно високий за останні три мільйони років. Ясна річ, що існує альтернативна точка зору, згідно з якою глобальне потепління з ростом концентрації вуглекислоти в повітрі людству і планеті на користь

Натхнення: naked-science.ru.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Back to top button