Twoja twarz wygląda dobrze. Zaufaj mi. Ale jeśli zbliżysz się i zrobisz upływ czasu, zobaczysz krajobraz w ruchu: wybuchające zity, formujące się pory kraterów, grzbiety skóry rozciągające się i zgniatające razem, gdy się uśmiechasz i marszczysz brwi. Podobnie Ziemia za twoim oknem może wydawać się cicha. Ale to dlatego, że patrzysz na niewielki kawałek czasu i przestrzeni. Poszerz swój widok, a zobaczysz przesunięcie płyt, trzęsienia ziemi i wulkany wybuchające wzdłuż granic tektonicznych. Świat pęka, trzeszczy i łzy rozpadają się. Wszystko się zmienia.
powiązana zawartość
- Jak wulkany przekształcają ekosystemy
- Przewidywanie chaosu: nowe czujniki wyczekują erupcje wulkanów, zanim się zdarzą
Aby zilustrować te dynamiczne wzorce, Globalny Program Wulkanizmu Smithsonian Institution, organizowany w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej, stworzył animację poklatkową światowych trzęsień ziemi, erupcji i emisji od 1960 r. Czerpiąc z pierwszej skompilowanej bazy danych dat emisji siarki do 1978 r. animacje pokazują, jak pozornie przypadkowa aktywność wulkanów i trzęsień ziemi tworzy spójne globalne wzorce w czasie. Zrozumienie tych wzorców daje badaczom wgląd w to, jak dramatyczne wydarzenia są powiązane z wewnętrznym funkcjonowaniem naszej planety.
Trzęsienia ziemi i wulkany mogą wywoływać obrazy powszechnego zniszczenia. Ale dla tych, którzy badają najgłębsze obszary Ziemi, takich jak Elizabeth Cottrell, geolog z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej Smithsoniana i dyrektor Globalnego Programu Wulkanizmu, wulkany są również „oknami do wnętrza”. Ich aktywność i emisje zapewniają smak co jest w środku, pomagając badaczom rozwikłać skład i historię jądra planety. To bardzo ważne, ponieważ wciąż nie wiemy dokładnie, z czego zbudowane jest wnętrze naszej planety. Musimy zrozumieć wnętrze, jeśli mamy rozplątać globalny obieg węgla, strumień chemiczny, który wpływa na przeszłość i przyszłość naszej planety.
Wiemy dużo o węglu, pierwiastku, który tworzy chemiczny kręgosłup życia w naszej skorupie i oceanach. O tym wiemy znacznie mniej w jądrze i płaszczu Ziemi. Jak dotąd próbowanie płaszcza Ziemi, który rozciąga się do 1800 mil pod powierzchnią, okazało się trudne. Oznacza to, że wnętrze Ziemi odgrywa ogromną - i tajemniczą - rolę w globalnym obiegu węgla. Wnętrze zawiera około 90 procent węgla naszej planety, związanego w czystych formach, takich jak grafit lub diamenty. Oczyszczanie ruchów tego nieuchwytnego węgla z głębi ziemi nazwano „jednym z najbardziej dokuczliwych problemów” w naszym dążeniu do zrozumienia globalnego obiegu węgla.
Na szczęście mamy wulkany. Jako geolog planetarny Cottrell myśli o tych twórcach magmy jako o „systemie dostarczania próbek”, który pozwala nam zajrzeć do jądra planety. „Trzęsienia ziemi i wybuchy to bicie serca planety” - mówi. Emisje z tych wydarzeń, które wpłynęły na globalny klimat, są oddychaniem planety. (Na całym świecie wulkany uwalniają około 180 do 440 milionów ton dwutlenku węgla.) Studiując chemię lawy i skład gazów wulkanicznych, Cottrell i inni mogą dowiedzieć się, co jest w środku - jak badanie ludzkich bek, aby dowiedzieć się, co jest w środku Twój brzuch.
Wulkany wydzielają głównie parę wodną w postaci pary, a także dwutlenek węgla i trochę siarki (dla kontrastu ludzie wydychają około 16 procent tlenu, 4 procent CO2 i 79 procent azotu). Zrozumienie „normalnych” poziomów emisji wulkanów pomogłoby naukowcom ustalić, jaki jest poziom odniesienia - a tym samym, jak drastycznie wpływa na to aktywność człowieka. Jednak ograniczenie tych emisji to trudna sprawa. Zbieranie gazu wulkanicznego jest wręcz niebezpieczne, wymagając od badaczy zbliżenia się osobiście do gorących emisji pod ciśnieniem. Kiedy wybucha z płaszcza, stopiona lawa jest piekącym 1000 do 1300 stopni Celsjusza.
Nic dziwnego, że naukowcy wolą czytać podpisy gazowe w atmosferze za pomocą satelitów z kosmosu. Niestety, ta technika ma również swoje problemy. W ciągu ostatnich trzech stuleci antropogeniczne emisje ze źródeł takich jak rolnictwo fabryczne i spalanie paliw kopalnych drastycznie wyprzedziły emisje z wulkanów - co oznacza, że wulkaniczny CO2 ginie w hałasie tła. Aby obejść ten problem, naukowcy używają siarki, którą łatwiej jest zmierzyć z kosmosu, jako wskaźnika emisji węgla. W ostatnim dziesięcioleciu postęp technologiczny umożliwił nam również drażnienie niektórych z tych emisji.
„Globalny satelitarny monitoring wulkanów zmieni nasze rozumienie przepływów gazu z wnętrza Ziemi na zewnątrz w nadchodzącym dziesięcioleciu” - mówi Cottrell, który wraz z badaczem Michigan Tech Simonem Carnem i menedżerem danych Edem Venzke wprowadził emisje wulkaniczne do Smithsonian baza danych od 2012 r.
Na powyższej wizualizacji możesz zobaczyć trzęsienia ziemi i erupcje wulkaniczne nie tylko jako pojedyncze zdarzenia, ale jako wskaźniki tych regionów szaleńczej aktywności w skorupie ziemskiej, w których płyty dociskają się do siebie i są rozrywane. Kluczem jest skala czasu. Pomijając ostatnie 50 lat, możesz zobaczyć, że wulkany to nie tylko katastrofalne uderzenia, ale stały wzór: żywe bicie serca dynamicznej planety. „Kiedy patrzymy na długą skalę czasową, widzimy stały puls planety”, mówi Cottrell, który zaleca oglądanie animacji z włączonym dźwiękiem, aby uzyskać pełny efekt. Jest to „ciągły, nieubłagany rytm przerywany okresami wysokiej i niskiej aktywności”.
Przybliż ponownie, a zobaczysz, jak wulkany łączą nas wszystkich na bardzo osobistym poziomie. Za każdym razem, gdy oddychasz, wdychasz gaz wulkaniczny, który szybko miesza się z atmosferą i rozprasza. Wiedząc, kiedy i gdzie miały miejsce ostatnie erupcje wulkanów, możesz nawet wskazać wulkan, który przyprawił Cię o ostatni wdech. To jest intymne.
Dowiedz się więcej o tych badaniach w Deep Carbon Observatory.
