Океан прятал секрет: под Атлантикой нашли углеродную губку, меняющую взгляд на климат

На дне Южной Атлантики скрывается удивительный природный резервуар — гигантская "губка", способная удерживать углекислый газ миллионы лет. Это открытие может изменить наше понимание того, как Земля регулирует баланс углерода между океаном, атмосферой и недрами планеты.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Глубоководные исследования океана

Как океан хранит углерод миллионы лет

Учёные проанализировали образцы лавовых пород, поднятые с глубины в ходе буровой экспедиции Международной программы изучения океана (IODP). Эти породы, сформировавшиеся около 60 миллионов лет назад, представляют собой раздробленную лаву — брекчию, которая осела на морском дне в результате эрозии подводных гор.

Оказалось, что такие отложения могут удерживать колоссальные объёмы углекислого газа. Морская вода, проходя сквозь пористый вулканический материал, вызывает химические реакции, в ходе которых CO₂ связывается с минералами и превращается в карбонаты.

"Мы давно знали, что эрозия на склонах подводных гор создаёт огромные массы вулканического щебня. Но впервые удалось доказать, что этот материал накапливает углерод, действуя как природная губка", — пояснила научный сотрудник Саутгемптонского университета, доктор Розалинд Коггон.

Такой процесс напоминает естественное улавливание углерода в морской воде, когда химические реакции сами стабилизируют содержание CO₂ без участия человека. Пористые породы на дне океана работают по схожему принципу, превращая морское дно в невидимую лабораторию по хранению углерода.

Лавовые обломки как долговременное хранилище углерода

В ходе анализа образцов, поднятых из скважины IODP U1557, учёные обнаружили, что содержание углекислого газа в этих породах в десятки раз превышает данные предыдущих исследований. По оценке специалистов, концентрация CO₂ здесь в 2-40 раз выше, чем в обычной океанической коре.

Это объясняется тем, что лавовые обломки обладают исключительной пористостью: они позволяют морской воде свободно циркулировать, обеспечивая длительное взаимодействие с минералами. В процессе этой естественной фильтрации формируются соединения карбоната кальция, которые навсегда связывают углерод.

"Эти пористые породы действуют как естественные резервуары, поглощающие CO₂ из морской воды и запечатывающие его на миллионы лет", — отмечают учёные.

Такой процесс превращает морское дно в гигантскую "лабораторию" по утилизации парниковых газов, которая работает без участия человека.

Как работает углеродный цикл планеты

Чтобы понять значение нового открытия, важно рассмотреть, как углерод перемещается между океаном, атмосферой и земной корой.

Когда вулканы извергаются, они выбрасывают в атмосферу большое количество CO₂. Часть его растворяется в океанах и реагирует с минералами, оседая на морском дне. Со временем эти соединения снова могут попасть в недра планеты — например, при погружении океанических плит в зоны субдукции.

"Морская вода на протяжении миллионов лет просачивается через трещины в лаве, реагирует с породой и уносит углерод в глубину. В результате CO₂ удаляется из воды и связывается в минералах", — уточняет доктор Коггон.

Таким образом, между океанами, атмосферой и литосферой существует тонкий баланс. Новые данные показывают, что именно брекчии — раздробленные лавовые отложения — играют ключевую роль в этом обмене. Об этом сообщает Science Daily.

Брекчия и другие природные ловушки углерода

Чтобы оценить значимость открытия, исследователи сравнили эффективность различных геологических систем по удержанию CO₂.

1. Океаническая кора - традиционно считалась главным резервуаром углерода. Однако теперь известно, что она удерживает значительно меньше CO₂, чем брекчии.
2. Подводные вулканы и лавовые поля - активно взаимодействуют с водой, но большая часть углерода из них выделяется обратно в океан при охлаждении лавы.
3. Брекчии под океаническим дном - демонстрируют рекордную ёмкость по удержанию углерода. Благодаря своей пористой структуре и насыщению минералами кальция, они действуют как долговременные "ловушки".

Таким образом, именно размытые лавовые обломки — ключевой элемент углеродного цикла, ранее недооценённый геологами.

Плюсы и минусы природного механизма связывания CO₂

Любая система, даже естественная, имеет свои преимущества и ограничения.

Плюсы:

• Высокая долговечность: углерод запирается на миллионы лет.
• Отсутствие энергетических затрат — процесс происходит естественно.
• Глобальное воздействие — стабилизация климата в долгосрочной перспективе.

Минусы:

• Процесс крайне медленный — не подходит для решения современных климатических задач.
• Зависит от тектонической активности и состава пород.
• Труднодоступность мест хранения затрудняет изучение и мониторинг.

Тем не менее открытие подтверждает, что сама Земля способна регулировать климат, создавая эффективные природные механизмы утилизации парниковых газов.

Как исследуют углеродные резервуары

1. Выбор региона. Учёные определяют потенциальные участки с признаками древней вулканической активности.
2. Бурение. С помощью океанических платформ извлекаются керны пород — цилиндрические образцы морского дна.
3. Анализ состава. Определяется содержание карбонатов и концентрация углекислого газа.
4. Сравнение данных. Результаты сопоставляются с другими геологическими образцами, чтобы рассчитать объёмы "запертого" углерода.
5. Моделирование. На основе полученных данных создаются климатические модели, показывающие влияние этих процессов на глобальный баланс CO₂.

Такой подход помогает понять, насколько мощные скрытые механизмы работают в глубинах нашей планеты.

Популярные вопросы о природных ловушках углерода

1. Почему это открытие важно для климата?

Потому что оно демонстрирует существование ранее неизвестного механизма стабилизации климата — медленного, но крайне эффективного поглощения CO₂ океаническими породами.

2. Можно ли использовать этот процесс для снижения парниковых газов сегодня?

Пока нет — он происходит слишком медленно, но понимание его принципов помогает создавать технологии искусственного улавливания и хранения углерода.

3. Где ещё встречаются такие породы?

Похожие лавовые брекчии найдены вдоль срединно-океанических хребтов в Тихом и Индийском океанах.

4. Может ли этот процесс остановиться?

Только если изменится тектоническая активность или химический состав морской воды — пока это крайне маловероятно.

5. Как узнать больше о таких системах?

Об этом рассказывает исследование, посвящённое влиянию океанических процессов на климатические циклы Земли, где подробно рассматриваются аналогичные механизмы естественного регулирования углерода.

Открытие подводной "углеродной губки" напомнило, насколько тесно связаны океан, атмосфера и недра Земли. Даже невидимые процессы в толще пород способны определять климат планеты на миллионы лет вперёд. Пористые лавовые отложения, аккумулирующие углекислый газ, — это пример того, как сама природа создаёт механизмы защиты от перегрева. Исследование подчёркивает: океан — не просто источник жизни, но и один из главных регуляторов углеродного равновесия. Понимание этих процессов помогает учёным не только осознать устойчивость планеты, но и искать вдохновение для технологий, которые смогут работать с природой, а не вопреки ей.