화산은 지구의 장기적인 기후를 위한 안전 밸브 역할을 합니다 – 안정적인 표면 온도

러시아 캄차카에 있는 이와 같은 대륙 화산호는 지질학적 시간에 걸쳐 대기에서 이산화탄소를 제거하면서 빠르게 풍화되고 있습니다. 크레딧: Tom Gernon, 사우샘프턴 대학교

사우샘프턴 대학의 과학자들은 거대한 화산 사슬이 대기에서 이산화탄소(CO)를 방출하고 제거하는 역할을 한다는 것을 발견했습니다.2) 지질학적 시간에 걸쳐. 지표면에서 안정화된 온도.

시드니 대학교의 동료들과 함께 일하는 연구원들은 호주 국립 대학교 (ANU), 오타와 대학과 리즈 대학은 지난 4억 년 동안 단단한 육지, 바다 및 대기에서 과정의 결합된 효과를 탐구했습니다. 그들의 연구 결과는 저널에 발표되었습니다 자연 지구 과학.

지표면에서 암석이 자연적으로 갈라지고 용해되는 것을 화학적 풍화라고 합니다. 풍화의 산물(칼슘 및 마그네슘과 같은 요소)이 강을 통해 바다로 흐르고 그곳에서 이산화탄소를 가두는 미네랄을 형성하기 때문에 매우 중요합니다.2. 이 피드백 메커니즘은 대기 중 이산화탄소를 조절합니다.2 지질학적 시간에 따른 수준, 따라서 지구 기후.

“이 점에서 지구 표면의 풍화 과정은 지열 온도 조절 장치 역할을 합니다.”라고 주 저자이자 사우샘프턴 대학의 지구 과학 부교수이자 튜링 연구소의 펠로우인 Tom Gernon 박사는 말합니다. “그러나 지구 시스템의 복잡성으로 인해 기본 제어를 결정하는 것이 어려운 것으로 판명되었습니다.”

캄차카 화산

러시아 극동의 캄차카 반도에 있는 현재 대륙 호화산. 크레딧: Tom Gernon, 사우샘프턴 대학교

ANU의 해양 및 기후 변화 교수이자 이 연구의 공동 저자인 Eelco Rohling은 “많은 지구 과정이 서로 연결되어 있으며 과정과 그 영향 사이에 몇 가지 중요한 시차가 있습니다. “따라서 지구의 시스템 응답 내에서 특정 프로세스의 상대적 영향을 이해하는 것은 다루기 힘든 문제입니다.”

복잡성을 밝히기 위해 팀은 기계 학습 알고리즘과 판 구조 재구성을 통합한 새로운 “지구 네트워크”를 만들었습니다. 이를 통해 그들은 지구 시스템 내에서 널리 퍼진 상호 작용과 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는지 결정할 수있었습니다.

캄차카 강

화산호는 지난 4억 년 동안 전 세계 화학 풍화 작용을 지배해 왔습니다(사진: 북경 화산에서 흘러내리는 강, 러시아 캄차카 반도). 크레딧: Tom Gernon, 사우샘프턴 대학교

연구팀은 대륙 화산호가 지난 4억 년 동안 풍화 강도의 가장 중요한 동인이라는 것을 발견했습니다. 오늘날 대륙 호는 예를 들어 남미의 안데스 산맥과 미국의 폭포와 같은 일련의 화산으로 구성됩니다. 이 화산은 지구상에서 가장 높고 가장 빠르게 침식되는 지형 중 하나입니다. 화성암은 파편화되어 화학적으로 상호작용하기 때문에 빠르게 영향을 받아 바다로 흘러갑니다.

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이번 연구의 공동 저자이자 사우샘프턴 대학의 지구화학 교수인 마틴 팔머(Martin Palmer)는 “이것은 균형을 이루는 작용”이라며 “한편으로 이 화산들은 많은 양의 이산화탄소를 내뿜고 있다”고 말했다.2 대기 중 이산화탄소 증가로 이어진2 수준. 다른 한편으로, 이 같은 화산들은 급격한 풍화 반응을 통해 이 탄소를 제거하는 데 도움을 주었습니다. “

이 연구는 수천만 년에서 수억 년에 걸친 지구 기후의 안정성이 해저 풍화와 대륙 내포물 사이의 균형을 반영한다는 잘 정립된 개념에 의문을 제기합니다. Gernon 박사는 “지표면과 해저 사이의 지질학적 긴장이 지표면 풍화의 지배적인 동인이라는 생각은 데이터에 의해 뒷받침되지 않습니다”라고 말합니다.

Gernon 박사는 “불행히도 결과가 자연이 기후 변화로부터 우리를 구할 것이라는 것을 의미하지는 않습니다.”라고 강조합니다. “오늘날 대기 중 이산화탄소는2 수준은 지난 300만 년의 어느 때보다 높으며 인간이 배출하는 배출량은 화산 이산화탄소보다 약 150배 더 ​​많습니다.2 배출. 깊은 과거에 지구를 구한 것처럼 보이는 대륙 호는 오늘날 CO2 문제를 해결하는 데 필요한 규모로 존재하지 않습니다.2 배출. “

그러나 팀의 발견은 여전히 ​​사회가 현재 기후 위기를 관리하는 방법에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 산업적으로 개선된 암석 풍화(암석이 부서지고 땅 전체에 퍼져 화학 반응 속도를 높임)는 이산화탄소를 안전하게 제거하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.2 공중에서. 팀의 결과는 그러한 계획이 대륙 호 환경에서 발견되는 것과 같은 알칼리성 화성 물질(칼슘, 칼륨 및 나트륨을 함유하는 물질)을 사용하여 최적으로 배치될 수 있음을 나타냅니다.

“이것은 기후 위기에 대한 만병통치약이 결코 아닙니다. 우리는 CO2를 줄여야 합니다.2 IPCC 완화 경로에 따른 배출, 완전 정지. 장기간에 걸친 풍화 피드백에 대한 우리의 평가는 지구 기후 변화를 해결하는 데 필요한 단계 중 하나일 뿐인 대규모 개선된 풍화 계획의 설계 및 평가에 도움이 될 수 있습니다.”라고 Gernon 박사는 결론지었습니다.

참조: Thomas M. Gernon, Thea K. “고생대 중기 이후 대륙 호에 의해 지배된 전지구 화학적 풍화”. Hinks, Andrew S. Meredith, Elko J. Rohling, Martin R. Palmer, Gavin L. Foster, Clement B. 파타이와 R. Dietmar Muller, 2021년 8월 23일, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00806-0

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