В выпуске журнала Nature Geoscience от 24 ноября опубликовано исследование, раскрывающее ранее неизвестный механизм глобального углеродного цикла. Ученые обнаружили, что древний вулканический щебень, покоящийся на дне океана, действует подобно гигантской губке, поглощая и удерживая колоссальные объемы углекислого газа. Это открытие заставляет пересмотреть существующие модели климатического прошлого Земли, так как выявленные резервуары углерода ранее никем не учитывались.
Ключевую роль в исследовании сыграла Розалинд Коггон, исследователь океанической коры из Университета Саутгемптона в Великобритании. Вместе с коллегами она проанализировала уникальные керны, добытые из недр дна Южной Атлантики. Особенность этих образцов заключается в том, что это первый случай извлечения подобного материала после того, как он в течение десятков миллионов лет перемещался по морскому дну под воздействием тектонического спрединга.
Объектом пристального изучения стала брекчия — минерализованный вулканический щебень. Этот материал отличается пористой и рыхлой структурой, содержит осадочные породы и многочисленные наросты карбоната кальция. Эти минеральные образования заполняют пустоты, покрывают окончания фрагментов и формируются между обломками породы, что свидетельствует об активных химических процессах.
Команда Коггон изучила фрагмент коры возрастом 61 миллион лет. Лабораторный анализ показал, что углекислый газ, химически связанный и превращенный в карбонатные минералы, составляет в среднем 7,5% от веса извлеченного керна. Это невероятно высокий показатель, который меняет представление о емкости океанического дна как хранилища углерода.
Сравнительные данные указывают на то, что содержание CO2 в исследованной брекчии от двух до 40 раз превышает показатели любых ранее собранных образцов верхней океанической коры. Согласно расчетам авторов работы, эти породы способны удерживать до 20% всего углекислого газа, который изначально высвободился при вулканическом формировании подстилающей земной коры.
Механизм этого процесса неразрывно связан с геологической активностью на срединно-океанических хребтах, где расходятся тектонические плиты. При извержениях образуются вулканические породы и выделяется CO2. Океанические бассейны в этой схеме выступают не просто пассивными емкостями, а активными участниками процесса. Морская вода миллионами лет циркулирует через трещины в остывающей лаве, вступая в реакцию с породами и сохраняя углерод в виде твердых минералов.
Исследование выделяет три главных фактора, влияющих на объем хранимого углерода. Эффективность «губки» зависит от концентрации углекислого газа в океане, толщины слоя брекчии на дне и скорости, с которой тектонические плиты расходятся в зонах срединно-океанических хребтов. Эти переменные определяют масштаб минерализации в конкретные геологические эпохи.
Полученные данные помогают объяснить работу природного «термостата» Земли и проливают свет на климатические изменения прошлого. До обнаружения свойств брекчии значительная часть скрытого углерода оставалась за рамками научных расчетов, создавая пробелы в понимании того, как планета регулировала свою температуру на протяжении миллионов лет.
Данная работа дополняет ряд других значимых геологических открытий последнего времени. В контексте изучения недр упоминаются бурение самого длинного фрагмента мантии Земли у подводной горы близ «Затерянного города» (Lost City), исследования древнего океана магмы ранней Земли, а также сейсмическая визуализация древнего океанического дна, окружающего ядро планеты.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевую роль в исследовании сыграла Розалинд Коггон, исследователь океанической коры из Университета Саутгемптона в Великобритании. Вместе с коллегами она проанализировала уникальные керны, добытые из недр дна Южной Атлантики. Особенность этих образцов заключается в том, что это первый случай извлечения подобного материала после того, как он в течение десятков миллионов лет перемещался по морскому дну под воздействием тектонического спрединга.
Объектом пристального изучения стала брекчия — минерализованный вулканический щебень. Этот материал отличается пористой и рыхлой структурой, содержит осадочные породы и многочисленные наросты карбоната кальция. Эти минеральные образования заполняют пустоты, покрывают окончания фрагментов и формируются между обломками породы, что свидетельствует об активных химических процессах.
Команда Коггон изучила фрагмент коры возрастом 61 миллион лет. Лабораторный анализ показал, что углекислый газ, химически связанный и превращенный в карбонатные минералы, составляет в среднем 7,5% от веса извлеченного керна. Это невероятно высокий показатель, который меняет представление о емкости океанического дна как хранилища углерода.
Сравнительные данные указывают на то, что содержание CO2 в исследованной брекчии от двух до 40 раз превышает показатели любых ранее собранных образцов верхней океанической коры. Согласно расчетам авторов работы, эти породы способны удерживать до 20% всего углекислого газа, который изначально высвободился при вулканическом формировании подстилающей земной коры.
Механизм этого процесса неразрывно связан с геологической активностью на срединно-океанических хребтах, где расходятся тектонические плиты. При извержениях образуются вулканические породы и выделяется CO2. Океанические бассейны в этой схеме выступают не просто пассивными емкостями, а активными участниками процесса. Морская вода миллионами лет циркулирует через трещины в остывающей лаве, вступая в реакцию с породами и сохраняя углерод в виде твердых минералов.
Исследование выделяет три главных фактора, влияющих на объем хранимого углерода. Эффективность «губки» зависит от концентрации углекислого газа в океане, толщины слоя брекчии на дне и скорости, с которой тектонические плиты расходятся в зонах срединно-океанических хребтов. Эти переменные определяют масштаб минерализации в конкретные геологические эпохи.
Полученные данные помогают объяснить работу природного «термостата» Земли и проливают свет на климатические изменения прошлого. До обнаружения свойств брекчии значительная часть скрытого углерода оставалась за рамками научных расчетов, создавая пробелы в понимании того, как планета регулировала свою температуру на протяжении миллионов лет.
Данная работа дополняет ряд других значимых геологических открытий последнего времени. В контексте изучения недр упоминаются бурение самого длинного фрагмента мантии Земли у подводной горы близ «Затерянного города» (Lost City), исследования древнего океана магмы ранней Земли, а также сейсмическая визуализация древнего океанического дна, окружающего ядро планеты.
