Continental rifting galėtų prisidėti prie klimato atšilimo • Vladislav Strekopytov • Naujienos apie mokslą "Elementai" • Geologija, klimatas

Kontinentinis kirtimas gali prisidėti prie klimato atšilimo

Pav. 1. Kontinentinės rifų sistemos plėtros etapai: a – pradinis žemyninio riftingo etapas: giluminiai plakimai, vulkanizmas, kartu su daugybe CO2; b – centrinės dalies raftų slėnio su rafinuota žemyninės plutos formavimu; su – linijinės jūros ir okeaninės plekšnės tiesimas centre; d – vandenyno pakopa, formuojanti vidurio vandenyno kranto vidurį. Plonos rodyklės raudoname fone parodyta, kad apšiltinta medžiaga yra drąsios strėlės – Litosferos plokštelių judėjimo kryptis. Nuotrauka iš svetainės sailorsgogreen.blogspot.ru

CO koncentracija2 atmosferoje – pagrindinis veiksnys, turintis įtakos žemės klimatui, nes didėjantis šių pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis sukelia visuotinį atšilimą. Žemės žarnos turi keletą laipsnių daugiau anglies nei visos jos išorinės vokos (atmosfera, hidrosfera, dirvožemio sluoksnis ir visa biosfera, įskaitant antropogeninę sudedamąją dalį) kartu, o kontinentinės ribos zonose yra aktyvus CO2. Per pastaruosius 200 milijonų metų mokslininkai atskleidė Žemės skilimo rekordą ir nustatė, kad didžiausias dirvožemio susidarymo laikotarpis sutampa su visuotiniu atšilimu. Jų nuomone, gilus degazavimas yra CO išleidimas.2 iš Žemės gelmių – gali rimtai paveikti ilgalaikę klimato kaitą planetoje.

Pagrindinis anglies dioksido (CO2) nuo mantijos iki Žemės paviršiaus – litosferos plokštelių ribų, nes šiose zonose trikdoma litosferos vientisumas. Kaimyninės plokštės gali susidurti (konvergencijos sienelė), atsiskirti (skiriasi siena) arba judėti lygiagrečiai su sienele (šiuo atveju transformuojančios kaltės formos). Konvergencijos ribose yra klasikinės subdukcijos zonos aktyviose kontinentinėse maržose, kuriose okeaninė plokštelė nusileidžia po kontinentine, plotai, kur okeaninė plokštė dalinai artėja prie kontinento krašto, arba susidūrimo zonos, kuriose susiduria dvi kontinentinės plokštės. Skirtingos ribos apima, visų pirma, vidurinių vandenynų keterų zonas, kuriose plokštės skiriasi, o erdvė, susidariusi, kai plokštės yra atskirtos, yra užpildytos bazalto lydalu ir susidaro nauja okeaninė pleisa. Vidurio okeaninės kalvos, didžiausios pasaulyje riftos zonos, yra pasaulinės linijinės pailgos tektoninės struktūros, kuriose pluta išsiplėsta arba išilgai pasiskirsto.Didelių skirstomųjų sistemų formavimo priežastis yra didėjantys konvekciniai medžiagų srautai mantijoje.

Pav. 2 Rytų Afrikos rifto sistema, įskaitant Raudonąją jūrą ir Jordano slėnį. Paveikslėlis iš q-files.com

Keliai yra ant žemės. Jei žemėnyje yra skirstomoji sistema, tada atsiskyrusios joje (šis procesas vadinamas kontinentiniu riftingu) veda prie okeaninės plutos atidarymo ir naujo vandenyno formavimo pradžios (1 pav.).

Žemyninės reljefo ribos nustatomos tiesiomis pailgomis depresijomis, iš dalies užpildytomis vandeniu (jūra, ežerais, upėmis). Didžiausias šiuolaikinis kontinentinis riftas yra rytų Afrikos riftas (Didžiojo Rifto slėnis), išplaukiantis į dienovidinį kryptį nuo šiaurinės Etiopijos iki centrinės Mozambiko Rytų Afrikoje. Didžiojo Afrikos ežerų tinklas yra tik jam (2 pav.). Iki šiaurės Rytų Afrikos riftas tęsiasi su Raudonosios jūros baseine, kurio formavimas prasidėjo palyginti neseniai (prieš 25 milijonus metų), kai prasidėjo į žemyninę plokštę susidaręs kreivas ir vandenynų pluta. Šiuo metu Raudonosios jūros pakrantės skiriasi skirtingomis kryptimis, kurių greitis yra 1 cm per metus.Mažesni kontinentiniai šaknys mūsų dienos yra Baikalo ežeras (Baikalo ežeras, Barguzinskaya, Aukštutinės Charšskos baseinai ir tt), Mirties slėnis pietuose JAV ir Reino slėnis Centrinėje Europoje.

Kontinentinių riftų zonose Žemės pluta prasiskverbia iki apvalkalo ir atsitraukia, atsiveria nauji kanalai, leidžiantys patekti į mantijos medžiagą. Ir pirmoji dujų fazė sklendžia į paviršių. Šiandien daug CO2, išsiskiriantys dėl gilaus degazavimo, yra apriboti kontinentinių skilimo zonomis (3 pav.). Taigi galima daryti prielaidą, kad kontinentinių rifų sistemų erdvinis ir laikinas vystymasis bei susijęs vandenynų atvėrimo procesas turėjo įtakos anglies dvideginio ir klimato pokyčiams geologinėje istorijoje, tam tikrais laikotarpiais, kai žemyninių riftų procesai, dėl kurių atsiranda žemynų padalijimas, buvo daug stipresni nei dabar. Neaišku, kokia buvo tokių procesų aktyvacija – mokslininkai šiuo klausimu nėra vieningi. Akivaizdu, kad mūsų planetos gyvenime žemynai jo paviršiuje kartais susiliejo su didelių megakontinentų formavimu, tada vėl suskilo.

Pav. 3 Fumaroliai, purvo vulkanai (į priekinį planą) ir geizeriai yra iš išorės veikiančių karštų dujų išsiskyrimo iš Didžiojo Rifto slėnio (Šiaurės Etiopija) gelmių apraiškos. Nuotrauka © Vladislav Strekopytovas

Vokietijos ir Australijos mokslininkų grupė, vadovaujama Sascha Brune iš Helmholtz žemės studijų centro Potsdamas (GFZ Helmholtz Center Potsdam), ištyrė pastarųjų 200 milijonų metų kontinentinių rifų sistemų ilgį ir atskleidė du 160-100 milijonų metų trukusių sutvirtinimų (Pangea deginimas) ir laikotarpis nuo 55 milijonų metų iki dabar. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale Gamtos geostechnika.

Tyrimo metu autoriai naudojo dvi duomenų grupes: tektoninius rekonstrukcijos duomenis, atliktus naudojant kompiuterinį modeliavimą, ir bendrus geologinius duomenis (tektoninius ir uolienų formų tyrimus). Rezultatai pateikti pav. 4

Pav. 4 Skrydžio schema ir žemyninių rifų įjungimo laikas: a – remiantis tektoninių rekonstrukcijų analize; b – remiantis geologiniais duomenimis. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamtos geostechnika

Gautas palyginimas su GEOCARBSULF skaitmeninio anglies ciklo modeliu ir alternatyviais modeliais (R14 ir R14 ', taip pat su vdM14) buvo rastakad nustatyti aktyvios kontinentinės riftos laikotarpiai sutampa su dviem šiltnamio efekto periodais, kai CO koncentracija2 atmosferoje buvo tris kartus didesnis nei dabar (5 pav.). Iš čia autoriai daro išvadą, kad sustiprintas CO pasirinkimas2 kontinentinio riftingo zonose žemyninės riftos laikotarpiais sukėlė šiltnamio efektą, kuris sukėlė ilgalaikę klimato kaitą, išreikštą visuotiniu atšilimu.

Pav. 5 Bendras kontinentinių riftų ir CO kiekio ilgio palyginimas2 Žemės atmosferoje prieš 200 milijonų metų – dabartis: a: L1 – bendras žemyninių rifų ilgio (pagal tektonines rekonstrukcijas ir geologinius duomenis) santrauka; L2 – bendras geografinių duomenų skalės ilgis. Didžiausias kontinentinių riftų ilgis (daugiau nei 40 000 km) laikui bėgant priklauso nuo Pangea žlugimo. Teisinga yra CO išlakų skalė.2 kontinentinio riftingo zonose (milijonai tonų per metus); b – CO turinio diagrama2 Žemės atmosferoje, pagrįstoje įvairiais skaitmeniniais modeliais. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamtos geostechnika

Nepaisant to, kad atmosferoje yra daugybė skaitmeninių pasaulio anglies, deguonies, sieros ir kitų elementų skaitmeninių modelių, dauguma jų apima tik artimiausią laikotarpį mums – nuo kelių metų iki 800 tūkstančių metų. Būtent šiuo laiko tarpu galima gauti tiesioginius duomenis apie elementų turinį paleoatmosferoje, pagrįstą Antarktidos ir Grenlandijos ledynuose išpučiamų šulinių ledo šerdžių analize. Ilgalaikių skaitmeninių geocheminių modelių statybai reikia apibendrinti visą geologinių, mineraloginių ir paleobiologinių duomenų kiekį, atsižvelgiant į daugybę veiksnių – nuo gretimų fotosintezės procesų įvairiose aplinkos sąlygose iki elementų izotopinės frakcionavimo schemų. Todėl ilgalaikis geocheminis modeliavimas vystosi evoliuciškai, nes patiems patobulinti modeliai ir įtraukti papildomus veiksnius. Dar visai neseniai patikimiausias pasaulio CO ciklo skaitmeninis modelis2Oi2 ir siera buvo laikoma modeliu GEOCARBSULF, apimančiu visą Phanerozoic laikotarpį (nuo 542 milijonų metų iki šios dienos) ir atsižvelgiant į 68 skirtingus parametrus.Modelio sukūrė 2006 m. Amerikos mokslininkas Robert Berner, remdamasis ankstesniu GEOCARB III modeliu. Vėliau tam tikriems šio modelio elementams buvo taikoma tam tikra kritika, dėl kurios atsirado jos modifikuotos versijos – modeliai R14 ir R14 'ir vdM14. Pastaruoju atveju atsižvelgiama į plokščių tektonikos ir CO degazavimo dinamiką.2 subdukcijos zonose ir vidurio vandenyno keterose.

Atsižvelgiant į tai, kad riftos zonos yra laidūs kanalai ne tik anglies dioksidui, bet ir kitiems lakiųjų mantijos medžiagų, tokių kaip vanduo, siera ir azotas, autorių pasiūlytas metodas gali būti naudojamas išsamiam Žemės atmosferos formavimo dinamikos geologiniame laikais analizė.

Šaltinis: Sascha Brune, Simon E. Williams, R. Dietmar Müller. Galimi ryšiai tarp kontinentinio riftingo, CO2 degazavimas ir klimato kaita per laiką // Gamtos geostechnika. 2017. V. 10. P. 941-946. DOI: 10.1038 / s41561-017-0003-6.

Vladislav Strekopytovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: