Образцы горных пород, образовавшиеся около 60 миллионов лет назад и извлеченные из глубоководных районов океана, помогли ученым понять, как значительные объемы углекислого газа могут удерживаться в заключении на протяжении чрезвычайно долгих периодов. Эти образцы демонстрируют, что CO2 улавливается в слоях обломков лавы, которые накапливаются на морском дне.
Исследователи изучили лавовый материал, извлеченный методом бурения из глубин Южной Атлантики, чтобы определить, сколько CO2 поглощается этими породами в результате взаимодействия морской воды с остывающим вулканическим веществом.
Исследование, проведенное под руководством Университета Саутгемптона, показывает, что эти скопления обломочной лавы, образующиеся при эрозии подводных гор, функционируют как естественные резервуары для CO2. Впервые их роль как обширных углеродосодержащих структур была четко признана, предлагая новое понимание того, как Земля регулирует углерод на протяжении миллионов лет.
Доктор Розалинд Коггон, ведущий автор исследования и научный сотрудник Королевского общества в Университете Саутгемптона, отметила: «Мы давно знали, что эрозия на склонах подводных гор производит большие объемы вулканических обломков, известных как брекчия – примерно так же, как осыпи на континентальных горах». «Однако наше бурение позволило получить первые образцы этого материала после того, как он десятки миллионов лет перемещался по морскому дну в процессе расхождения тектонических плит Земли. Что особенно интересно, керны показали, что эти пористые, проницаемые отложения способны хранить значительные объемы CO2 морской воды, поскольку они постепенно цементируются минералами карбоната кальция, которые образуются из морской воды при ее прохождении через них».
Количество углекислого газа в атмосфере определяется медленным обменом углерода между недрами Земли, океанами и воздухом на протяжении многих миллионов лет. Понимание этого долгосрочного углеродного цикла требует изучения того, где и как углерод добавляется или удаляется из различных частей планеты.
Доктор Коггон объясняет: «Океаны устланы вулканическими породами, которые формируются на срединно-океанических хребтах по мере расхождения тектонических плит, создавая новую океаническую кору. Эта вулканическая активность высвобождает CO2 из глубоких недр Земли в океан и атмосферу». «Однако океанические бассейны – это не просто вместилище для морской воды. Морская вода миллионы лет циркулирует через трещины в остывающей лаве и вступает в реакцию с породами, передавая элементы между океаном и камнем. Этот процесс удаляет CO2 из воды и накапливает его в таких минералах, как карбонат кальция, в породе».
В рамках проекта команда количественно оценила, сколько CO2 поглощается океанической корой посредством этих химических реакций.
«Во время глубоководного бурения на дне Южной Атлантики мы обнаружили лавовые обломки, которые содержали от двух до 40 раз больше CO2, чем образцы лавы, взятые ранее», – рассказала доктор Коггон. «Это исследование выявило значимость такой брекчии, которая образуется в результате эрозии подводных гор вдоль срединно-океанических хребтов, как своего рода губки для углерода в долгосрочном углеродном цикле».
Эти выводы получены в ходе экспедиции 390/393 Международной программы океанических открытий (International Ocean Discovery Program).
