Земные недра поглощают гораздо больше углерода, чем предполагали ученые

При медленном столкновении тектонических плит внутрь Земли затягивается больше углерода, чем считалось ранее, доказали ученые из Кембриджского университета в исследовании, опубликованном 14 июля в журнале Nature Communications.

Ученые обнаружили, что углерод, втягиваемый внутрь Земли в зонах субдукции, где тектонические плиты сталкиваются и погружаются в мантию, в основном остается запертым на глубине, а не всплывает на поверхность в виде вулканических выбросов.

Результаты исследования предполагают, что только около трети углерода, рециркулируемого под вулканическими цепями, возвращается на поверхность путем переработки, в отличие от предыдущих теорий, предполагающих что то, что погружается вниз, в основном возвращается обратно.

Одно из решений по борьбе с изменением климата — найти способы уменьшить количество CO 2 в атмосфере Земли. Изучая, как углерод ведет себя в глубинах Земли, где находится большая часть углерода нашей планеты, ученые могут лучше понять весь жизненный цикл углерода на Земле и то, как он течет между атмосферой, океанами и жизнью на поверхности.

«В настоящее время мы относительно хорошо понимаем поверхностные резервуары углерода и потоки между ними, но гораздо меньше знаем о внутренних хранилищах углерода Земли, где углерод циркулирует в течение миллионов лет», — сказал доктор философии Стефан Фарсанг из Кембриджского отделения наук о Земле.

По словам ученых, существует несколько способов высвобождения углерода обратно в атмосферу в виде CO2, но есть только один путь, по которому он может вернуться в недра Земли: через субдукцию плит. Здесь поверхностный углерод, например, в виде морских раковин и микроорганизмов, которые заперли атмосферный CO2 в своих оболочках, направляется в недра Земли.

Ученые полагали, что большая часть этого углерода затем возвращается в атмосферу в виде CO2 в результате выбросов вулканов. Но новое исследование показывает, что химические реакции, происходящие в горных породах, поглощенных в зонах субдукции, задерживают углерод и направляют его глубже в недра Земли, останавливая его возвращение на поверхность Земли.

Ученые провели серию экспериментов на Европейском объекте по синхротронному излучению. В своей работе они подтвердили вывод о том, что карбонатные породы, которые имеют тот же химический состав, что и мел, становятся менее богатыми кальцием и более богатыми магнием, когда направляются глубже в мантию. Это химическое превращение делает карбонат менее растворимым, а это означает, что он не всасывается в жидкости, питающие вулканы. Вместо этого большая часть карбоната погружается глубже в мантию, где в конечном итоге может превратиться в алмаз.

«В этой области еще предстоит провести много исследований, — сказал Фарсанг. — В будущем мы стремимся уточнить наши оценки, изучая растворимость карбонатов в более широком диапазоне температур, давлений и в нескольких составах жидких сред».