آتشفشان‌ها پس از خاموشی هم کربن پس می‌دهند! راز گرمایش زمین فاش شد؟

یک کشف تازه درباره فعالیت‌های آتشفشانی و دگرگونی‌های اقلیمی

یه گروه بین‌المللی از زمین‌شناس‌ها، به رهبری یه آتشفشان‌شناس تو دانشگاه راجرز نیو برانزویک، کشف کردن که بر خلاف دانشی که تا الان داشتیم، آتشفشان‌های باستانی، حتی بعد از تموم شدن دوره‌های فعالشون، همچنان دارن از اعماق زمین دی‌اکسید کربن رو وارد هوای کره زمین می‌کنن. این تیم با این کشف، یه معمای قدیمی رو حل کردن؛ اینکه چی باعث دوره‌های طولانی گرما تو مقاطع مهم تاریخ اقلیم زمین شده. این پژوهش تو مجله‌ی Nature Geoscience چاپ شده.

بنجامین بلک، که سرپرست این تحقیق بوده و استادیار توی بخش علوم زمین و سیارات دانشکده هنر و علومه، می‌گه: “یافته‌های ما خیلی مهمن، چون یه منبع پنهان دی‌اکسید کربن رو تو جو زمین شناسایی می‌کنن؛ اونم تو زمان‌هایی که آب‌وهوا یهویی گرم شده و مدت زیادی هم گرم مونده.” اون اضافه کرد: “ما فکر می‌کنیم که یه تیکه مهم از این معما رو فهمیدیم؛ اینکه چطور اقلیم زمین به هم می‌ریخته و شاید به همون اندازه مهم، چطور دوباره درست می‌شده.”

الان، انسان‌ها خیلی بیشتر از مجموعه‌ی آتشفشان‌های فعال، دی‌اکسید کربن تولید می‌کنن. با این حال، یافته‌های جدید می‌تونه نشون بده که اگه انتشار دی‌اکسید کربن حاصل از انسان کم بشه، اقلیم سیاره چطور بهتر می‌شه. بلک گفت: “زمین سیستم‌های کنترل اقلیمی طبیعی داره – مثل ترموستاتی که تو خونه‌تونه.” بعد ادامه داد: “سؤال اینه که آیا حدی وجود داره که بعد از رد شدنشون، این سیستم‌های کنترل اقلیمی شروع به خراب شدن می‌کنن و درست کردن اوضاع خیلی سخت‌تر می‌شه؟”

برای سال‌ها، دانشمندان از روی رکوردهای اقلیمی که نشون می‌دادن جو زمین بعد از چیزی که به اسم انقراض جمعی پایان پرمین می‌شناسیم، سریع درست نشده، گیج شدن. این انقراض، که ۲۵۲ میلیون سال پیش اتفاق افتاد، شدیدترین کاهش تنوع زیستی هست که تو تاریخ زمین ثبت شده و با فوران‌های آتشفشانی عظیم تو سیبری مرتبطه. حتی بعد از تموم شدن این فوران‌ها، اقلیم زمین نزدیک به ۵ میلیون سال طول کشید تا ثابت بشه. بلک گفت: “این دیر خوب شدن، مدت‌هاست که دانشمندا رو سردرگم کرده. انگار ترموستات طبیعی زمین تو این دوره و بعدش قاطی کرده بوده.”

بلک و تیم همکاراش، تاریخ گذشته رو زیر ذره‌بین بردن و ردپایی از انتشار دی‌اکسید کربن از این نوع ناحیه‌های آتشفشانی پیدا کردن؛ این ردپا می‌تونسته میلیون‌ها سال بعد از تموم شدن فوران‌های سطحی ادامه داشته باشه. اونا این کارو با جمع‌آوری و تحلیل‌های شیمیایی از گدازه‌ها، ساخت مدل‌های کامپیوتری برای شبیه‌سازی ذوب شدن توی زمین و مقایسه نتایج با سوابق اقلیمی گذشته که تو سنگ‌های رسوبی حفظ شدن، انجام دادن. این تحلیل‌ها نشون داد که ناحیه‌های آتشفشانی باستانی آروم آروم فعالیتشون کم می‌شه. روی سطح، فوران‌ها ممکنه متوقف شده باشن، اما تو عمق پوسته و گوشته، مواد مذاب هنوز دارن دی‌اکسید کربن آزاد می‌کنن و باعث گرم شدن طولانی‌مدت اقلیم می‌شن.

کربن پنهان: یه منبع جدید از دی‌اکسید کربن تو جو

بلک گفت: “ما به این دی‌اکسید کربنی که از مواد مذاب زیرسطحی منشا می‌گیره، کربن پنهان می‌گیم؛ چون این کربن از مواد مذابی به دست میاد که تو عمق سیستم پنهان شدن.” اون ادامه داد: “این مثل اینه که آتشفشان‌ها کربن رو از دنیای مردگان آزاد می‌کنن.” بلک تأکید کرد که یافته‌های این مطالعه‌ی جدید خیلی مهمن، چون یه منبع پنهان دی‌اکسید کربن تو جو رو تو زمان‌هایی که آب‌وهوا یهویی گرم می‌شه، شناسایی می‌کنن. اون گفت: “اگه آتشفشان‌ها به ادامه افزایش دما کمک کنن، شاید ترموستات زمین بهتر از چیزی که دانشمندا فکر می‌کردن، کار کنه.” بلک گفت: “اگه این درست باشه، می‌تونه خبر خوبی باشه برای بهتر شدن زمین بعد از گرم شدن اقلیمی که به خاطر فعالیت‌های انسان به وجود اومده.” اون اضافه کرد: “این یعنی اگه جلوی افزایش دما رو بگیریم، تو مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی که به صدها هزار تا میلیون‌ها سال می‌رسه، اقلیم می‌تونه به حالت قبلش برگرده.”

بلک تأکید کرد که کربن پنهان از آتشفشان‌ها نمی‌تونه توضیح‌دهنده تغییرات اقلیمی امروزی باشه. اون گفت: “نوع آتشفشان‌شناسی که ما داریم بررسی می‌کنیم، کمه و می‌تونه ماگمایی تولید کنه که به اندازه‌ای هست که می‌تونه کل ایالات متحده رو تا نیم کیلومتر با گدازه بپوشونه.” بلک ادامه داد: “این نوع آتشفشان‌شناسی تو ۱۶ میلیون سال گذشته اتفاق نیفتاده. تمام آتشفشان‌هایی که الان دارن رو کره‌ی زمین فعال هستن، کمتر از یه درصد دی‌اکسید کربن رو نسبت به فعالیت‌های انسانی آزاد می‌کنن.”

با این حال، دانشمندا هنوز امید دارن که از این فوران‌های گذشته در مورد اقلیم کنونی و آینده یاد بگیرن. بلک گفت: “این فوران‌های باستانی، از معدود رویدادهایی تو تاریخ زمین هستن که کربن رو تو مقیاسی شبیه به چیزی که انسان‌ها امروز انجام می‌دن، آزاد می‌کنن.” اون اضافه کرد: “بنابراین با مطالعه‌ی این فوران‌ها تو گذشته‌های دور، می‌تونیم بیشتر در مورد چگونگی واکنش سیستم‌های اقلیمی زمین به آزادسازی گسترده کربن به جو یاد بگیریم.”

این یافته‌ها تازه شروع یه تلاش چند ساله هست که توسط بنیاد ملی علوم آمریکا تأمین مالی شده تا بررسی کنن چطور کربن پنهان می‌تونه روی بهتر شدن اوضاع بعد از اختلالات عمده اقلیمی زمین اثر بذاره. تابستون امسال، تیم به شمال شرقی اورگان سفر کرد، جایی که آتشفشان‌های عظیم با گرم شدن اقلیم تو ۱۶ میلیون سال پیش مرتبط شدن. دانشمندا روی کوه‌های والوا تمرکز کردن که پوشیده شده از ورقه‌های بزرگ دایک‌های ماگمایی هستن؛ اینا وقتی به وجود اومدن که سنگ مذاب به شکاف‌ها نفوذ کرده و سفت شده.

به خاطر فرسایش، منطقه‌ای که به اسم “آلپ‌های اورگان” می‌شناسیم، این سنگ‌ها رو که زمانی مواد مذاب تو عمق زمین بودن، نشون می‌ده. اعضای تیم، از جمله بلک و همکاراش و دانشجوهای تحصیلات تکمیلی از دانشگاه راتگرز و دانشگاه‌های دیگه که بخشی از تیم تأمین مالی شده توسط بنیاد ملی علوم هستن، به کوه‌ها صعود کردن که ارتفاعشون بین ۵۰۰۰ تا ۹۰۰۰ فوت بود و نمونه‌هایی از مواد شیشه‌ای تو لبه‌ی دایک‌ها برداشتن. این مواد زمانی به وجود اومدن که ماگما با سنگ‌های سرد اطرافش تماس پیدا کرد.

محقق‌ها تو آزمایشگاه‌هاشون، به دنبال ردپایی از آزادسازی دی‌اکسید کربن و گازهای دیگه تو این سنگ‌های شیشه‌ای باستانی هستن. بقیه دانشمندایی که تو این مطالعه حضور داشتن، اینا بودن: لیف کارلستروم از دانشگاه اورگان؛ بنجامین میلز از دانشگاه لیدز، لیدز، انگلستان؛ تامسین ماثر، دانشگاه آکسفورد، آکسفورد، انگلستان؛ مکسول رودولف، دانشگاه کالیفرنیا-دیویس; جک لانگمن، دانشگاه نورثامبریا، نیوکاسل آپون تاینی، انگلستان؛ و اندرو مریدیت، دانشگاه آدلاید، آدلاید، استرالیا.