Πέμπτη, 16 Μαΐου 2013

Ηφαίστεια: Το Κλειδί για το φαινόμενο του Θερμοκηπίου

Μια νέα μελέτη του πανεπιστημίου Rice θα μπορούσε να εξηγήσει ένα από τα διαρκή μυστήρια του κλίματος της Γης. Η μελέτη προτείνει πως η επαναλαμβανόμενη εναλλαγή παγετωνικών περιόδων με περιόδους όπου επικρατούσε το φαινόμενο του θερμοκηπίου, μπορεί να οφείλεται στην έξαρση της ηφαιστειακής δραστηριότητας συγκεκριμένων ηφαιστιακών πεδίων τα οποία απελευθέρωναν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα.

"Ανακαλύψαμε πως οι ήπειροι συμπεριφέρονται σαν τεράστιοι ανθρακικοί πυκνωτές" δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Cin-Ty Lee. "Οι ήπειροι αποθηκεύουν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα σε πετρώματα όπως ο ασβεστόλιθος και το μάρμαρο. Φαίνεται πως κατά καιρούς οι δεξαμενές αυτές επηρεάζονται από ηφαίστεια και απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα". Ο Lee είπε επίσης πως το 44% του βάρους των ανθρακικών αλάτων είναι διοξείδιο του άνθρακα και πως στις περισσότερες περιπτώσεις ο άνθρακας αυτός παραμένει εγκλωβισμένος μέσα στον ηπειρωτικό φλοιό της Γης. "Μια διαδικασία που μπορεί να απελευθερώσει το διοξείδιο αυτό από τα ανθρακικά άλατα είναι η αλληλεπίδραση με το μάγμα" είπε. "Όμως αυτό συμβαίνει σπάνια την σημερινή εποχή επειδή η πλειοψηφία των ηφαιστείων βρίσκεται πάνω σε νησιωτικά τόξα και όρια τεκτονικών πλακών όπου δεν υπάρχει ηπειρωτικός φλοιός".

Το κλίμα της Γης κάνει διαρκείς κύκλους ανάμεσα σε παγετωνικές περιόδους και περιόδους με φαινόμενο του θερμοκηπίου με χρονική διάρκεια από 10 έως 100 εκατομμύρια χρόνια. Παγετωνικές περίοδοι - όπως αυτή που διανύουμε τα τελευταία 50 εκατομμύρια χρόνια - χαρακτηρίζονται από παγετωνική δραστηριότητα και πάγους στους πόλους. Αντιθέτως οι περίοδοι με φαινόμενο του θερμοκηπίου χαρακτηρίζονται από αυξημένες συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και έλλειψη πάγων στους πόλους. Η τελευταία περίοδος του θερμοκηπίου είχε διάρκεια 50 έως 70 εκατομμύρια χρόνια, από την Ύστερη Κρητιδική - όταν οι δεινόσαυροι κυριαρχούσαν - έως την Παλαιόκαινη - όταν τα θηλαστικά άρχισαν να διαφοροποιούνται.

Ο Lee και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν πως η εναλλαγή ανάμεσα στις παγετωνικές περιόδους και τις περιόδους με φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια φυσική συνέπεια της δραστηριότητας των τεκτονικών πλακών. Η έρευνα έδειξε πως η τεκτονική δραστηριότητα οδηγεί σε μια έξαρση της ηφαιστιακής δραστηριότητας κατά μήκος των ηπειρωτικών τόξων και κυρίως σε περιόδους διάσπασης ηπείρων και δημιουργίας ωκεανών. Τα ηφαίστεια που δραστηριοποιούνται σε ηπειρωτικά τόξα κατά την διάρκεια εκείνων των περιόδων, εμφανίζονται στις άκρες των ηπείρων και το μάγμα που παράγουν απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα καθώς διασχίζει ηπειρωτικό φλοιό πλούσιο σε ανθρακικά άλατα.

Ο Lee είπε πως η μελέτη συναντάει συμβατικές θεωρίες σχετικά με τις παγετωνικές περιόδους και τις περιόδους με φαινόμενο του θερμοκηπίου. "Η κλασσική θεωρία σχετικά με την κατάσταση του φαινομένου του θερμοκηπίου αναφέρεται σε έκλυση διοξειδίου του άνθρακα από το εσωτερικό της Γης - σε συνδυασμό με αυξημένη δραστηριότητα κατά μήκος των μεσοωκεάνιων ραχών και περιοχών με μαζικές εκλύσεις λάβας" είπε ο Lee. "Και να δεχτούμε πως ο συνδυασμός αυτός παράγει περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα, δεν είναι σαφές πως μπορεί να δικαιολογήσει τα υψηλά ποσοστά διοξειδίου του άνθρακα που βρίσκουμε σε απολιθώματα περασμένων περιόδων με φαινόμενο του θερμοκηπίου".

Ο Lee είπε πως τα συμπεράσματα της μελέτης αναπτύχθηκαν κατά την διάρκεια πολλών ετών, όμως η αρχική ιδέα ανάγεται σε ένα ανεπίσημο σεμινάριο στο Rice το 2008. Η ομιλία δόθηκε από τον ωκεανογράφο Jerry Dickens - ειδικό στην παλαιοκλιματολογία - με παρόντες στο ακροατήριο τον Lee και τον Andrian Lenardic. "Ο Jerry μιλούσε για το θαλασσινό νερό της Κρητιδικής Περιόδου, αναφέροντας πως 93.5 εκατομμύρια χρόνια υπήρξε πριν μια μαζική εξόντωση θαλασσίων οργανισμών βαθέων υδάτων, η οποία συνέπεσε με ένα παγκόσμιο γεγονός θαλάσσιας ανοξίας" είπε ο Lee. "Ο Jerry συνέχισε αναλύοντας την επίδραση των ανοξικών συνθηκών στους βιογεωχημικούς κύκλους αλλά από το σημείο αυτό και μετά δεν θυμάμαι πολλά γιατί το μυαλό μου σκεφτόταν πως 93 εκατομμύρια χρόνια κάτι εξαιρετικά σημαντικό συνέβη στην βόρεια Αμερική. Υπήρξε μια τεράστια ηφαιστιακή έξαρση κατά μήκος των δυτικών ορίων την βόρειας Αμερικής με την κορύφωση να σημειώνεται 93 εκατομμύρια χρόνια πριν".

"Σκέφτηκα πως σύμπτωση δεν σημαίνει και αιτιότητα αλλά με έβαλε σίγουρα σε σκέψεις. Και αποφάσισα να διερευνήσω κατά πόσο η δημιουργία της Σιερρα Νεβάδα θα μπορούσε να έχει επιδράσει στο παγκόσμιο κλίμα". Κατά την διάρκεια των επόμενων δύο ετών ο Lee ανέπτυξε την θεωρία πως τα ηπειρωτικά ηφαίστεια θα μπορούσαν να αντλήσουν διοξείδιο του άνθρακα και να το διοχετεύσουν στην ατμόσφαιρα. Μια ένδειξη ήταν τα στοιχεία από το ηφαίστειο της Αίτνα στην Σικελία - ένα από τα λίγα εν ενεργεία ηφαίστεια ηπειρωτικού τόξου στον κόσμο σήμερα. Η Αίτνα παράγει διοξειδίο του άνθρακα σε ποσότητες που το χαρακτηρίζουν ως ακραίο ηφαίστειο παγκοσμίως είπε ο Lee. Τεκτονικές μελέτες δείχνουν πως κατά την διάρκεια της Κρητιδικής περιόδου υπήρχαν πολλά ηφαίστεια σαν την Αίτνα.

"Υπάρχουν στοιχεία που ενισχύουν την ιδέα μας, τόσο από γεωλογικής καταγραφής όσο και σε γεωφυσικά μοντέλα" είπε. Παρότι η ιδέα εξακολουθεί να είναι μια θεωρία, ο Lee δήλωσε πως πλεονεκτεί έναντι άλλων θεωριών γιατί εξηγεί πως το ίδιο σύνολο γεωφυσικών συνθηκών θα μπορούσε να δημιουργήσει και να διατηρήσει μια παγετωνική περίοδο ή μια περίοδο του φαινομένου του θερμοκηπίου για πολλά εκατομμύρια χρόνια.

"Το μήκος των ζωνών καταβύθισης και ο αριθμός των ηφαιστείων τόξου δεν πρέπει να αλλάξει σε παγκόσμιο επίπεδο" είπε ο Lee. "Αλλά η φύση των τόξων, είτε πρόκειται για ωκεάνια είτε για ηπειρωτικά, αλλάζει. Είναι στο στάδιο όπου τα ηπειρωτικά τόξα απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα από πεδία ανθρακικών αλάτων με αυξητικές τάσεις. 


Κάθε νέα ανάρτηση στο email σας