Novo istraživanje sa Florida State University (objavljeno u Science Advances) pokazuje da gasovi oslobođeni metamorfizmom podzemnih stena mogu pojačati klimatske oscilacije povezane sa masovnim izumiranjima. Kratkotrajni efekat sumpora i dugoročni efekat ugljenika mogli su zajedno izazvati ponovljene cikluse hlađenja i zagrevanja. Takvi nagli klimatski pomaci verovatno su doprineli događajima poput kraja permskog perioda pre ~252 miliona godina.
Podzemni gasovi mogli su pokrenuti najrazornije klimatske promene i masovna izumiranja
New research shows gases from heated underground rocks may have caused climate swings that led to ancient mass extinctions. (CREDIT: Shutterstock)
Procesi duboko ispod Zemljine površine mogli su igrati ključnu, do sada nedovoljno naglašenu ulogu u nekim od najdramatičnijih klimatskih preokreta i masovnih izumiranja u geološkoj istoriji. Novo istraživanje sa Florida State University, objavljeno u časopisu Science Advances, ukazuje da gasovi oslobođeni iz zagrejanih stena tokom metamorfizma mogu pojačati uticaj velikih vulkanskih događaja.
LIPs and shale basins. (CREDIT: Science Advances)
Kako to funkcioniše
Kada magmatske intruzije greju okolne sedimentne stene — posebno one bogate sumporom i organskim ugljenikom — dolazi do hemijskih promena poznatih kao metamorfizam ili dejstvo termalne dekontaminacije (devolatilizacija). Ove reakcije oslobađaju sumporne i ugljenične gasove u atmosferu.
Thermal modeling of intrusion. (CREDIT: Science Advances)
„Dokazi pokazuju da proces koji dovodi do izumiranja vrsta često uključuje klimatske oscilacije između toplih i hladnih faza“, rekla je Emily Stewart, docentkinja geologije. „Metamorfizam je pokazao da je dodatni izvor gasova koji može pojačati te oscilacije.“
Equilibrium P-T phase diagram. (CREDIT: Science Advances)
Krivulja hladenja i zagrevanja
Sumpor u atmosferi formira sitne čestice koje reflektuju sunčevu svetlost, izazivajući kratkotrajno hlađenje. Ugljenik (ugljendioksid i drugi karbonski gasovi) zadržava toplotu i deluje dugoročno — izbegavajući brzu disipaciju i dovodeći do postepenog zagrevanja.
Metamorphic devolatilization. (CREDIT: Science Advances)
Ovakva kombinacija može proizvesti ponovljene cikluse: brzi, relativno kratkotrajni padovi temperature praćeni produženim periodima zadržanog zagrevanja. Ako se emisije sumpora i ugljenika mešaju u vremenu, atmosfera prolazi kroz više oscilacija, što stvara snažan pritisak na ekosisteme.
Metamorphic reaction kinetics and their effects on volatile emissions. (CREDIT: Science Advances)
Primeri iz geološke istorije
Velike magmatske provincije (LIP) kao što su Sibirske zamke povezivane su sa masovnim izumiranjima: kraj permskog perioda pre ~252 miliona godina (tzv. "Veliko umiranje") i druga velika izumiranja u ordovicijumu i devonu pokazuju slične klimatske poremećaje. Dosadašnja istraživanja su se uglavnom fokusirala na gasove direktno iz erupcija; novo istraživanje dodaje da je stalno oslobađanje iz zagrejanih okolnih stena moglo biti podjednako uticajno.
Zašto je trajanje važno
Studija ističe da trajanje emisija može biti važnije od njihove instant intenzivnosti: i emisije koje ostaju u nižim slojevima atmosfere mogu značajno uticati na klimu ako traju dovoljno dugo. Metamorfni izvor može puniti atmosferu sumporom tokom dugog vremena, uz istovremeno polagano nagomilavanje ugljenika, stvarajući preklapajuće hladne i tople periode.
Relevantnost za danas
Postoje paralelni zaključci i za savremeni svet: antropogeni sumporni aerozoli (npr. iz brodskog saobraćaja i industrije) kratkoročno hlade planetu tako što reflektuju sunčevu svetlost, dok rast koncentracija CO2 duguje zagrevanju. Iako su moderne emisije drugim redom veličine manje od drevnih događaja, princip je isti — različiti gasovi deluju na klimu na različite vremenske skale.
Zaključak i dalje istraživanje
Ovo istraživanje naglašava međupovezanost geoloških i atmosferskih procesa i sugeriše da su masovna izumiranja i klimatske kataklizme često rezultat više suprotstavljenih mehanizama koji deluju zajedno. Autori planiraju dalje pretraživanje geološkog zapisa za tragovima metamorfnih emisija i unapređenje modela koji prate dinamiku oslobađanja gasova kroz vreme.
Izvor: Florida State University; Science Advances.
Pomozite nam da budemo bolji.
