Лицето ви изглежда добре. Вярвай ми. Но ако увеличите мащаба и вземете време, ще видите пейзаж в движение: ципи изригват, образуват се порести кратери, гребени на кожата се разтягат и се стискат заедно, докато се усмихвате и мръщите. По същия начин Земята извън прозореца ви може да изглежда тиха. Но това е така, защото гледате мъничка филия във времето и пространството. Разширете изгледа си и ще видите изместване на плочите, пулсации на земетресения и изригване на вулкани по тектонските граници. Светът щрака, пука и се разкъсва. Нищо не остава същото.
Свързано съдържание
- Как вулканите преобразуват екосистемите
- Прогнозиране на хаоса: нови сензори издухват вулканични изригвания преди да се случат
За да илюстрира тези динамични модели, Глобалната програма за вулканизъм на институцията Смитсън, домакин на Националния природонаучен музей, е създала анимация на времето за земетресения, изригвания и емисии в света след 1960 г. Изхождайки от първата съставена база данни за сярните емисии, датирани до 1978 г. анимациите показват как привидно случайната активност на вулкани и земетресения образува последователни глобални модели във времето. Разбирането на тези модели дава на изследователите представа как тези драматични събития са преплетени с вътрешното функциониране на нашата планета.
Земетресенията и вулканите могат да създадат образи на широко разрушени. Но за тези, които изучават най-дълбоките достижения на Земята, като Елизабет Котрел, изследователски геолог в Националния природонаучен музей на Смитсониан и директор на Глобалната програма за вулканизъм, вулканите също са „прозорци към вътрешността“. Тяхната активност и емисии осигуряват вкус на какво има вътре, помага на изследователите да разплитат състава и историята на ядрото на планетата. Това е решаващо, защото все още не знаем точно от какво е изградена вътрешността на нашата планета. Трябва да разберем вътрешността, ако искаме да разединим глобалния въглероден цикъл, химическия поток, който влияе на миналото и бъдещето на нашата планета.
Ние знаем много за въглерода, елемента, който образува химическия гръбнак на живота, в нашата кора и океани. Знаем много по-малко за него в земното ядро и мантия. Досега се оказва предизвикателство да се вземе пробата на земната мантия, която се простира до 1800 мили под повърхността. Това означава, че вътрешността на Земята играе огромна - и мистериозна - роля в глобалния въглероден цикъл. Вътрешността съдържа може би 90 процента от въглерода на нашата планета, свързан в чисти форми като графит или диаманти. Погледът върху движенията на този неуловим въглероден въглерод е наречен „един от най-неприятните проблеми“ в стремежа ни да разберем глобалния въглероден цикъл.
За щастие имаме вулкани. Като планетен геолог Котрел смята тези производители на магма като „система за доставяне на проби“, която ни надниква в ядрото на планетата. „Земетресенията и изригванията са сърцебиенето на планетата“, казва тя. Емисиите от тези събития, които са повлияли на глобалния климат, са дишането на планетата. (В световен мащаб вулканите отделят около 180 до 440 милиона тона въглероден диоксид.) Като изучават химията на лавата и състава на вулканични газове, Котрел и други могат да получат представа за това, което се крие вътре - като изучаване на човешки изблици, за да разберете какво има стомахът ти.
Вулканите изригват около водна пара под формата на пара, заедно с въглероден диоксид и сяра (за разлика от това, хората издишват около 16 процента кислород, 4 процента СО2 и 79 процента азот). Разбирането на „нормалните“ нива на тези емисии от вулкани би помогнало на учените да определят каква е основната линия и следователно колко драстично човешката дейност влияе върху нея. И все пак ограничаването на тези емисии е труден бизнес. Събирането на вулканичен газ е направо опасно, което изисква изследователите да се приближават и да се подлагат на горещи емисии под налягане. Когато изригва от мантията, разтопената лава е плачеща 1000 до 1300 градуса по Целзий.
Не е чудно, че учените биха предпочели да прочетат газови подписи в атмосферата, използвайки спътници от космоса. За съжаление, тази техника също има своите проблеми. През последните три века антропогенните емисии от източници като фермерско земеделие и изгаряне на изкопаеми горива драстично изпревариха емисиите от вулкани - което означава, че вулканичният CO2 се губи във фоновия шум. Като решение на проблема учените използват сяра, която е по-лесна за измерване от космоса, като прокси за въглерод. През последното десетилетие технологичният напредък ни направи възможно да разкъснем отделно от тези емисии.
„Глобалният сателитен мониторинг на вулканите ще трансформира нашето разбиране за газовите потоци от вътрешността на Земята към екстериора през следващото десетилетие“, казва Котрел, който работи заедно с научния изследовател в Мичиган Саймън Карн и мениджъра на данни Ед Венцке, за да включи вулканичните емисии в Смитсониан база данни от 2012 г.
Във визуализацията по-горе можете да видите земетресения и вулканични изригвания не само като отделни събития, а като индикатори за онези региони на яростна активност в земната кора, където плочите се повдигат една срещу друга и се разкъсват. Ключът е времеви мащаб. С увеличаването на мащаба през последните 50 години можете да видите, че вулканите не са просто катастрофални бликове, а постоянен модел: живият пулс на динамична планета. „Когато гледаме дълъг период от време, виждаме постоянния пулс на планетата“, казва Котрел, който препоръчва да гледате анимацията със включен звук, за да получите пълния ефект. Това е „постоянен неумолителен ритъм, прецизиран от периоди на висока и ниска активност“.
Увеличете отново и можете да видите как вулканите ни свързват всички на много лично ниво. Всеки път, когато дишате, вдишвате вулканичен газ, който бързо се смесва с атмосферата и се дифундира. Като знаете кога и къде са се появили скорошни вулканични изригвания, можете дори да определите вулкана, който е ароматизирал последното ви вдишване. Това е интимно.
Научете за това изследване и повече в Обсерваторията на дълбоките въглеродни емисии.
