Kontinentalspredning kan bidrage til klimaopvarmning • Vladislav Strekopytov • Videnskabsnyheder om "Elementer" • Geologi, Klima

Kontinentalspredning kan bidrage til klimaopvarmning

Fig. 1. Udviklingsstadier af det kontinentale riftsystem: en – Den oprindelige fase af kontinentalspredning: lægger dybe rifter, vulkanisme, ledsaget af frigivelse af et stort antal CO2; b – dannelse af en riftdal med en raffineret kontinental skorpe i den centrale del med – Lægningen af ​​et lineært hav med havskorpen i centrum d – scenen af ​​havet med dannelsen i midten af ​​mid-ocean ridge. Tynde pile på rød baggrund optræk af mantelsubstansen er vist, dristige pile – bevægelsesretning af litosfæriske plader. Billede fra siden sailorsgogreen.blogspot.ru

CO koncentration2 i atmosfæren – en nøglefaktor der påvirker jordens klima, fordi en stigning i indholdet af denne største drivhusgas fører til global opvarmning. Jordens tarm indeholder flere størrelsesordener mere kulstof end alle dets ydre kuverter (atmosfæren, hydrokfæren, jordlaget og hele biosfæren, herunder den menneskeskabte komponent) sammen, og i zoner med kontinentale revner er der en aktiv frigivelse af CO2. Forskere spores jordens rift record over de sidste 200 millioner år og fandt, at perioder af største aktivitet i dannelsen af ​​rift systemer falder sammen med global opvarmning. Efter deres mening er dyb afgassning frigivelsen af ​​CO.2 fra jordens dybder – kan alvorligt påvirke de langsigtede klimaændringer på planeten.

Den vigtigste kilde til kuldioxid (CO2) fra mantlen til jordens overflade – grænserne for litosfæriske plader, da lithosfærens integritet forstyrres i disse zoner. Naboplader kan kollidere (konvergerende grænse), flytte fra hinanden (afvigende grænse) eller bevæges parallelt med grænsen (i dette tilfælde er der en omformningsfejl). De konvergerende grænser indbefatter klassiske subduktionszoner på aktive kontinentale margener, hvor havpladen synker under kontinentale områder af autduktion, hvor havpladen delvis bevæger sig mod kontinentets kant eller kollisionszoner, hvor to kontinentale plader kolliderer. De divergerende grænser indbefatter først og fremmest zoner i mid-ocean-højderne, hvor pladerne divergerer, og rummet, der dannes når pladerne bevæger sig fra hinanden, er fyldt med basaltsmelte, og der dannes en ny oceanisk skorpe. De mid-oceaniske højderygter, verdens største riftzoner, er globale lineært forlængede tektoniske strukturer, hvor skorsten går i stykker som følge af dets stræknings- eller langsgående bevægelse.Grunden til dannelsen af ​​store riftsystemer er de stigende konvektive strømme af materie i mantlen.

Fig. 2. East African Rift System, herunder Det Røde Hav og Jordan Valley. Figur fra q-files.com

Rifts er på land. Hvis der er lagt et riftsystem på kontinentet, så flytter det fra hinanden inden for det (denne proces kaldes kontinentalspredning) fører til åbningen af ​​havskorpen og begyndelsen af ​​dannelsen af ​​et nyt hav (figur 1).

Kontinentale rifter i reliefen er fastgjort af lineært langstrakte fordybninger, delvist fyldt med vand (hav, søer, floder). Den største moderne kontinentale rift er den østafrikanske rift (Great Rift Valley), der strækker sig i en meridional retning fra det nordlige Etiopien til det centrale Mozambique i Østafrika. En kæde af store afrikanske søer er begrænset til den (figur 2). Mod nord fortsætter den østafrikanske rift med Det Røde Havs bassin, hvis dannelse begyndte relativt for nylig (25 millioner år siden), da en revnedannelse dannede på kontinentalspladen, og en havskorps begyndte at danne sig. I øjeblikket afviger Røde Havets kyster i forskellige retninger med en hastighed på 1 cm pr. År.Mindre kontinentale revner i vores dag er Baikal-søen (Baikal-søen, Barguzinskaya, Upper Charskaya-bassinerne osv.), Death Valley i det sydlige USA og Rhindalen i Centraleuropa.

I zoner med kontinentale revner knækker jordens jordskorpen helt til mantlen og adskiller sig, nye kanaler åbner op for indførelsen af ​​mantelmateriel. Og den første gasfase rushes til overfladen. I dag er betydelige mængder CO2, frigivet som følge af dyb afgassning, er begrænset til zoner af kontinentale rifts (figur 3). Det kan derfor antages, at den rumlige og tidsmæssige udvikling af kontinentalsplitningssystemer og den tilhørende proces med åbning af oceanerne har påvirket strømmen af ​​kuldioxid og klimaændringer i geologisk historie, i visse perioder, hvor de kontinentale spaltningsprocesser, der førte til en splittelse af kontinenterne, var meget stærkere end de nu er. Det er uklart, hvad aktiveringen af ​​sådanne processer var forbundet med – der er ingen konsensus blandt forskere i denne sag. Det er kun klart, at kontinenterne på sin overflade undertiden konvergerer med dannelsen af ​​store megakontinenter i løbet af vores planet, så igen splittet.

Fig. 3. Fumaroler, mudder vulkaner (i forgrunden) og gejsere er de ydre manifestationer af den aktive frigivelse af varme gasser fra dybderne i Great Rift Valley (Northern Ethiopia). Foto © Vladislav Strekopytov

En gruppe tyske og australske forskere ledet af Sascha Brune fra Helmholtz Earth Study Center i Potsdam (GFZ Helmholtz Center Potsdam) analyserede længden af ​​kontinentalslidsystemer i de sidste 200 millioner år og afslørede to perioder med forbedret riftformation – en periode på 160-100 millioner år (nedbrydning af Pangea) og perioden fra 55 millioner år til nutiden. Forskningsresultaterne offentliggjort i tidsskriftet Natur geovidenskab.

For analysen anvendte forfatterne to grupper af data: tektoniske rekonstruktioner data fremstillet ved hjælp af computersimulering og generelle geologiske data (tektonisk og analyse af klippeformationer). Resultaterne er vist i fig. 4.

Fig. 4. Placeringsplan og tidspunkt for aktivering af kontinentale revner: en – baseret på analysen af ​​tektoniske rekonstruktioner b – baseret på geologiske data. Figur fra den diskuterede artikel i Natur geovidenskab

Ved sammenligning af de opnåede resultater med GEOCARBSULF digital carbon cycle model og alternative modeller (R14 og R14 'såvel som vdM14) blev det fundetat de identificerede perioder med aktiv kontinentalsplitning falder sammen med to perioder af drivhuseffekten, når CO-koncentrationerne2 i atmosfæren var tre gange højere end nu (figur 5). Herfra konkluderer forfatterne, at det forbedrede udvalg af CO2 i zoner med kontinentalspredning i perioder med kontinentalspredning førte til drivhuseffekten, der forårsagede langvarige klimaændringer udtrykt i global opvarmning.

Fig. 5. Sammenligning af den samlede længde af kontinentale revner og CO-indhold2 i Jordens atmosfære for perioden 200 millioner år siden – nutiden: en: L1 – kumulativt diagram over den samlede længde af kontinentale revner (baseret på tektoniske rekonstruktioner og geologiske data); L2 er et diagram over den samlede længde af kontinentale revner baseret på geologiske data. Den maksimale længde af kontinentale revner (over 40.000 km) over tid falder i perioden for sammenbruddet af Pangea. Højre er CO emissions skalaen.2 i zoner med kontinentalspredning (millioner tons om året) b – CO-indholdsdiagram2 i jordens atmosfære baseret på forskellige digitale modeller. Figur fra den diskuterede artikel i Natur geovidenskab

På trods af at der findes et stort antal digitale modeller af den globale cyklus af kulstof, ilt, svovl og andre elementer indeholdt i atmosfæren, dækker de fleste kun den nærmeste periode – fra flere år til 800 tusind år siden. Det er for dette tidsinterval, at det er muligt at opnå direkte data om indholdet af elementer i paleoatmosfæren baseret på analysen af ​​iskerner af brønde boret i gletscherne i Antarktis og Grønland. Opbygningen af ​​langsigtede digitale geokemiske modeller kræver generalisering af hele mængden af ​​geologiske, mineralogiske og paleobiologiske data under hensyntagen til et stort antal faktorer – fra hastigheden af ​​fotosynteseprocesser under forskellige miljøforhold til isotopfraktionssystemerne af elementer. Derfor udvikler den langsigtede geokemiske modellering evolutionært, da modellerne selv forbedrer sig og omfatter yderligere faktorer. Indtil for nylig er den mest pålidelige digitale model af den globale CO-cyklus2Om2 og svovl blev betragtet som modellen GEOCARBSULF, der dækker hele perioden af ​​den phanerozoic (fra 542 millioner år siden til nutiden) og under hensyntagen til 68 forskellige parametre.Modellen blev oprettet i 2006 af amerikansk forsker Robert Berner baseret på den tidligere model GEOCARB III. Senere blev visse elementer i denne model udsat for en vis kritik, som følge heraf viste de ændrede versioner sig – modeller R14 og R14 og vdM14. Sidstnævnte mulighed tager højde for dynamikken i pladetektonik og CO-afgasning.2 i zoner af subduktion og mid-ocean højder.

I betragtning af at riftzoner er ledende kanaler, ikke kun for kuldioxid, men også andre mantel-flygtige stoffer som vand, svovl og nitrogen, kan den metode, som forfatterne foreslår, anvendes til en omfattende analyse af dynamikken i jordens atmosfære i geologisk tid.

Kilde: Sascha Brune, Simon E. Williams, R. Dietmar Müller. Potentielle forbindelser mellem kontinentalspredning, CO2 afgassning og klimaændringer gennem tiden // Natur geovidenskab. 2017. V. 10. s. 941-946. DOI: 10,1038 / s41561-017-0003-6.

Vladislav Strekopytov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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