Vova Krasen
0 
2175
138
Masowe zderzenia tektoniczne w tropikach mogły spowodować ostatnie trzy wielkie epoki lodowcowe na Ziemi.
Przed każdą z tych epok lodowcowych nowe odkrycia badawcze, kolizje między kontynentami i łuki wysp tworzyły długie łańcuchy gór na tropikalnych szerokościach geograficznych. Te góry mogły przygotować grunt dla ochłodzenia klimatu: w miarę erozji w morzach zmieniłyby skład chemiczny oceanu, tak aby mógł wchłonąć więcej węgla z atmosfery. Ponieważ atmosferyczny węgiel zatrzymuje ciepło, mniej węgla na niebie przekłada się na niższe temperatury, umożliwiając formowanie się pokryw lodowych i lodowców.
„Może to zapewnić prosty proces tektoniczny, który wyjaśnia, w jaki sposób Ziemia wchodzi i wychodzi z okresów lodowcowych” - powiedział współautor badania Oliver Jagoutz, profesor geologii z Massachusetts Institute of Technology. [8 największych tajemnic Ziemi]
Krótka historia lodu
W erze fanerozoicznej, która obejmuje ostatnie 540 milionów lat, Ziemia przez 75 procent czasu była wolna od lodu, nawet na biegunach północnym i południowym. Ale planeta doświadczyła również trzech okresów lodowcowych lub epok lodowcowych, kiedy istniały przynajmniej niektóre stałe pokrywy lodowe. Pierwsza miała miejsce w późnym okresie ordowiku, od 455 do 440 milionów lat temu, kiedy ewoluowały pierwsze szczęki. Drugi przypadł na permo-karbon, 335 do 280 milionów lat temu, w wieku płazów i dziwnych ssaków podobnych do gadów, takich jak dimetrodon. Trwa ostatnia epoka lodowcowa. Zaczęło się około 35 milionów lat temu, kiedy po raz pierwszy utworzyły się współczesne pokrywy lodowe Antarktydy.
Mniejsze postępy lodowcowe, takie jak epoka lodowcowa, która zakończyła się około 11700 lat temu, nie są przedmiotem tego badania. Jak powiedział Jagoutz, nastąpił krótki postęp i cofanie się lodowców z powodu zmian orbity Ziemi, które redystrybuują ciepło słoneczne. Kłopotliwe pytanie brzmi, dlaczego na Ziemi występują okresy oblodzenia, kropka.
„Wygląda na to, że klimat, w jakim lubi się znajdować Ziemia, jest gorętszy niż obecnie, a te okresy zlodowacenia są niezwykłe” - powiedział Jagoutz. „A jeśli są niezwykłe, musi się wydarzyć coś konkretnego”.
Kolizja i erozja
Jagoutz i jego koledzy uważają, że „czymś szczególnym” jest tworzenie łańcuchów górskich w tropikach.
Na pierwszy rzut oka może się wydawać dziwne, że tropikalne góry mogą stworzyć epokę lodowcową. Ale atmosfera, oceany i ląd są ze sobą połączone. Skorupa kontynentalna jest bogata w minerały krzemianowe. Kiedy te ciężkie skały ulegają erozji i rozpuszczają się w oceanach, powodują, że woda morska jest bardziej alkaliczna lub zasadowa. Dwutlenek węgla z atmosfery łatwo rozpuszcza się w tej alkalicznej wodzie morskiej. Im bardziej jest alkaliczny, tym więcej węgla może pomieścić ocean.
Obecnie wykorzystanie paliw kopalnych przez ludzi przewyższa zdolność oceanów do zatrzymywania węgla. W ciągu ostatnich 200 lat woda morska stała się o 30 procent bardziej kwaśna. Miliony lat temu ogromne wydarzenia związane z budowaniem gór mogły przynieść coś zupełnie odwrotnego, czyniąc ocean bardziej zasadowym. Szczególnie góry tropikalne wykonałyby to zadanie skutecznie. Tropiki są mokre, więc erozja następuje szybko, a skały wypychane przez tropikalną tektonikę są bogate w łatwo rozpuszczalny magnez i wapń.
Pomysł, że erozja tropikalna mogła wpłynąć na klimat, nie była nowa, ale Jagoutz i jego zespół jako pierwsi zgromadzili bazę danych wszystkich zapisów geologicznych tych głównych zderzeń tektonicznych i porównali je z początkiem epok lodowcowych. Odkryli, że w fanerozoiku długość aktywnych obszarów kolizji między płytami oceanicznymi i kontynentalnymi - zwanymi „szwami” - wahała się od zera do 18 640 mil (30 000 kilometrów). Każda z głównych epok lodowcowych była poprzedzona szczytem długości tych aktywnych kolizji w tropikach, kiedy szwy miały długość od 6,214 do 18,640 mil (10 000–30 000 km)..
„Za każdym razem, gdy miałeś epokę lodowcową, miałeś zwiększoną długość strefy szwów w tropikach” - powiedział Jagoutz.
Czas geologiczny
Ślady geologiczne pozostawione przez te starożytne kolizje nazywane są ofiolitami, które są oceanicznymi skałami wulkanicznymi wyrzuconymi na skorupę kontynentalną. Naukowcy nie widzieli żadnej z tych ekstremalnych ofiolitów w czasach, gdy Ziemia nie była lodowata. I to ofiolity w tropikach lub regionach na mniej niż 20 stopni szerokości geograficznej wydawały się mieć znaczenie dla ochłodzenia planety.
Jagoutz powiedział, że istnieją inne teorie wyjaśniające, dlaczego na Ziemi występują okresy oblodzenia, a mianowicie, że aktywność wulkaniczna jest zmienna, pompując mniej lub więcej węgla do atmosfery. Ale dane dotyczące historii wulkanizmu nie zawsze pokrywają się z okresami zlodowacenia, powiedział, a teoria wulkanu nie daje dobrego wyjaśnienia, dlaczego epoki lodowcowe powinny się zatrzymać i rozpocząć. Wyjaśnienie tektoniczne sprawdza się w tym przypadku: gdy łańcuchy górskie bogate w wapń i magnez albo ulegną całkowitej erozji, albo wydostaną się z tropików przez dryf kontynentalny, ich wpływ na klimat zanika, a Ziemia powraca do swojego typowego, balsamicznego stanu.
Jagoutz i jego koledzy złożyli wniosek o grant National Science Foundation na dalsze badanie ich teorii. Czy słuszne czy nie, tropikalne góry w najbliższym czasie nie uratują ludzkości przed zmianami klimatycznymi spowodowanymi przez człowieka. Jagoutz powiedział, że ten proces budowania gór przebiega przez miliony lat i ma niewiele wspólnego z rodzajem zmian, które decydują, czy na przykład Miami nadaje się do zamieszkania, czy jest zalewane przez podnoszące się wody. Jednak niektórzy badacze zastanawiali się nad schematami geoinżynierii, które miałyby rozdrabniać skały bogate w wapń lub magnez i rozprzestrzeniać je w oceanach tropikalnych, powiedział, lub wstrzykiwać dwutlenek węgla do podobnych skał..
„Ludzie chcą wykorzystać ten naturalnie występujący proces, aby pomóc w zmianie klimatu spowodowanej przez człowieka, [ale [jest z nim wiele problemów, na przykład jak sprawić, by ten proces przebiegał w skali czasowej, która jest istotna dla ludzi”? Powiedział Jagoutz. „To jest bardzo trudne”.
Wyniki badań ukazały się dzisiaj (14 marca) w czasopiśmie Science.
- 7 sposobów, w jakie Ziemia zmienia się w mgnieniu oka
- Earth Quiz: Mysteries of the Blue Marble
- Infografika: od najwyższej góry do najgłębszego rowu oceanicznego
Pierwotnie opublikowano w dniu .