Океан скрывал гигантскую углеродную губку: найден механизм, который меняет климатическую историю Земли

Глубоко под толщей океана десятки миллионов лет работал природный механизм, о существовании которого учёные даже не подозревали. Древние вулканические породы оказались способны удерживать огромные объёмы углекислого газа, влияя на климат всей планеты. Это открытие заставляет по-новому взглянуть на глобальный углеродный цикл. Об этом сообщает журнал Nature Geoscience.

Фото: Сакиулова Ольга is licensed under Public domain

Подводные вулканические камни с минерализацией

Неожиданная роль океанического дна

Долгое время считалось, что океанические хребты в основном служат источником CO₂: при расхождении тектонических плит магма поднимается вверх и выделяет углекислый газ. Учёные допускали, что часть этого газа может поглощаться океанической корой, но масштаб процесса оставался неясным.

Исследователи из Университета Саутгемптона, Британской геологической службы и Колумбийского университета обнаружили ранее игнорируемый элемент — вулканические осыпи и брекчии, образующиеся вдоль подводных разломов. Именно они, как выяснилось, играют ключевую роль в долговременном связывании углерода.

Как формируются вулканические разломы

В зонах медленного расхождения плит, таких как Срединно-Атлантический хребет, океаническая кора формируется не только за счёт магмы, но и за счёт тектонических деформаций. В результате возникают глубокие долины и крутые склоны, которые со временем разрушаются.

Обломки базальта и вулканического стекла скапливаются у подножий разломов, образуя так называемые талусные брекчии. Эти структуры напоминают горные осыпи на суше, но под водой они отличаются крайне высокой пористостью — до 42%. Именно эта особенность позволяет морской воде свободно циркулировать внутри пород на протяжении десятков миллионов лет.

Вулканические породы как углеродные губки

Главное открытие связано с химическими процессами внутри этих пористых образований. Растворённый в морской воде CO₂ вступает в реакцию с минералами вулканических пород и превращается в карбонат кальция. Он постепенно цементирует породы, надёжно связывая углерод в твёрдой минеральной форме.

Анализ образцов с участка U1557 в Южной Атлантике показал содержание CO₂ в среднем 7,5% по массе, а в отдельных случаях — до 14,1%. Это в разы выше показателей, характерных для обычной океанической коры. По расчётам учёных, такие разломы способны удерживать до 20% углекислого газа, выделяемого при формировании коры, и сохранять его до момента субдукции плит.

Механизм, работающий миллионы лет

Особую ценность открытию придаёт его долговременный характер. Изотопный анализ показал, что осаждение карбонатов происходило не сразу после образования пород, а продолжалось до 42 миллионов лет. Медленное осадконакопление и сложный рельеф не перекрывали циркуляцию воды, поддерживая химические реакции на протяжении геологических эпох.

Температуры этих процессов не превышали 15 °C, что указывает на их стабильность и независимость от экстремальных условий. В отличие от быстро распространяющихся хребтов, где кора быстро "запечатывается" осадками, такие зоны остаются активными геохимическими реакторами очень долго.

Почему это меняет понимание климата Земли

До сих пор глобальные модели углеродного цикла считали баланс между вулканическими выбросами и поглощением CO₂ океанической корой примерно нейтральным. Новые данные показывают, что значительная часть углерода могла уходить в "скрытые" хранилища, которые просто не учитывались.

Моделирование показало, что на отдельных участках океанического дна объёмы связанного CO₂ могут полностью компенсировать вулканические выбросы. Это означает, что способность планеты регулировать уровень углекислого газа могла меняться вместе со скоростью движения плит и тектонической активностью.

Популярные вопросы о природном поглотителе углерода

Почему о нём не знали раньше?

Такие структуры считались второстепенными и не включались в глобальные модели.

Может ли это помочь в борьбе с изменением климата?

Напрямую — нет, но это уточняет понимание естественных процессов регуляции CO₂.

Насколько широко распространён этот механизм?

Учёные считают, что он характерен для многих медленно расширяющихся океанических хребтов.