Новое исследование показало, что вулканическая активность играла ключевую роль в регулировании уровня CO2 в атмосфере, однако сейчас её недостаточно.

Новости МирТесен

Популярное заблуждение относительно изменений климата утверждает, что деятельность человека не может сравниться по объему выбросов парниковых газов с естественными геологическими явлениями. Следовательно, обвинять человечество в глобальном потеплении необоснованно. Недавнее научное исследование ставит под сомнение эту точку зрения и предоставляет веские доказательства обратного. Действительно, вулканическая активность не только высвобождает углекислый газ в атмосферу, но и способствует его последующему связыванию посредством химического разрушения горных пород. Эта двойственная природа воздействия на планету долгое время поддерживала баланс, поэтому данный миф остается таковым: геологические процессы не способны быстро нейтрализовать влияние человека на климат.

В течение геологически значимого периода, охватывающего 400 миллионов лет, международная группа ученых, возглавляемая командой из Университета Саутгемптон (Великобритания), изучила изменения климата и связанные с ними процессы, происходившие на суше и в океанах. Изучение таких масштабных временных промежутков позволяет лучше понять тесную взаимосвязь различных систем, определяющих облик нашей планеты, поскольку влияние некоторых событий может проявляться спустя длительный период времени по отношению к человеческой жизни. Целью исследования было выявление этой взаимосвязи или ее опровержение.

Для анализа геологических, гидрологических и климатических данных потребовалось создать новую модель и усовершенствовать ряд уже существующих. Недавние достижения в области нейросетевых алгоритмов и машинного обучения значительно облегчили работу ученых. Результатом кропотливого труда стала статья, опубликованная в журнале Nature Geoscience. В числе авторов работы — специалисты из Саутгемптонского университета, а также сотрудники Лидсского (Великобритания), Оттавского (Канада), Сиднейского и Национального Австралийского университетов.

Известно, что химическое разрушение горных пород способствует удалению углекислого газа из атмосферы. Этот процесс необходимо отличать от эрозии – деградации геологических структур под воздействием текущей воды. Выветривание происходит без существенного перемещения или фрагментации горных пород; они преобразуются посредством химических реакций, воздействия ветра, циклов замораживания и размораживания влаги либо при участии живых организмов. Ранее химическое разрушение объясняло баланс между выбросами углекислого газа в атмосферу и его поглощением. Общепризнанная научная точка зрения связывала этот гармоничный процесс с хрупким равновесием между процессами на морском дне (выбросы) и выветриванием на суше (поглощение).

Однако новое исследование подвергает эту теорию сомнению (что также связано с ее неполной соответствием результатам наблюдений). Анализ данных, охватывающих последние 400 миллионов лет, указывает на то, что ключевую роль в стабилизации климатических колебаний в масштабах геологических эпох играли активные континентальные окраины. Эти области характеризуются активным вулканизмом, вызванным движением тектонических плит. Действительно, вулканы выбрасывают в атмосферу значительные объемы парниковых газов, включая углекислый газ, и способны быстро изменять климат. Вместе с тем они формируют вокруг себя обширные территории, состоящие из химически активных пород.

Из пород вулканического происхождения соединения кальция и магния активно вымываются, попадая в водоемы рек и морей. Там, под воздействием воды, они относительно быстро – с геологической точки зрения – формируют новые минералы, фиксирующие углекислый газ в твердом состоянии. Этот процесс протекает спустя некоторое время после первичных непосредственных последствий извержений, при этом объем связанного CO2 превышает количество выброшенного вулканами. На протяжении последних четырех столетий регулирование уровня концентрации углекислоты посредством подобных геологических механизмов четко прослеживается, что и было установлено в ходе нового исследования.

Но человек сильнее вулканов

Более глубокое осмысление принципов управления глобальным климатом не только ценно само по себе, но и открывает возможность разработки сравнительно недорогого способа извлечения углекислого газа, выбрасываемого человеком. Предложенная авторами работа предполагает рассеивание известково-щелочных минералов в умеренных количествах на земной поверхности. Они содержат значительное количество кальция, калия и натрия, которые при взаимодействии с водой быстро связывают углекислый газ, переводя его в твердую форму. Другими словами, речь идет о целенаправленном создании условий химического выветривания, характерных для активных континентальных границ.

Необходимость таких действий обусловлена тем фактом, что деятельность человека приводит к выбросам углекислого газа, которые в 150 раз превышают совокупные вулканические эмиссии. Естественные процессы химического выветривания не смогут оперативно справиться с таким объемом. Ученые подчеркивают, что меры по снижению концентрации CO2 необходимо было принимать давно – сейчас она достигла рекордного уровня за последние три миллиона лет. Существует альтернативная точка зрения о том, что глобальное потепление и увеличение содержания углекислого газа могут быть полезны для человечества и планеты; однако научное сообщество придерживается иной позиции, подкрепленной убедительными аргументами.