Lice vam izgleda dobro. Vjeruj mi. Ali ako zumirate i napravite vremenski odmak, vidjet ćete krajolik u pokretu: izbijaju ziti, formiraju se krateri pora, koži se ispružuju i skupljaju dok se smiješite i mrštite. Slično tome, Zemlja izvan vašeg prozora može se činiti mirnom. Ali to je zato što gledate maleni komadić vremena i prostora. Proširite svoj pogled i vidjet ćete kako se pomiču ploče, potresi pućutaju i vulkani erupciju duž tektonskih granica. Svijet pucketa, pucketa i suze. Ništa ne ostaje isto.
Povezani sadržaj
- Kako vulkani preoblikuju ekosustave
- Predviđanje kaosa: Novi senzori istiskuju vulkanske erupcije prije nego što se dese
Kako bi ilustrirao ove dinamičke obrasce, Globalni program vulkanizma Instituta Smithsonian, domaćin Nacionalnog prirodnog muzeja, stvorio je vremensku animaciju svjetskih potresa, erupcija i emisija od 1960. godine. Izvodeći iz prve sastavljene baze podataka o emisijama sumpora do 1978. animacije pokazuju kako naizgled nasumična aktivnost vulkana i potresa formira konzistentne globalne obrasce tijekom vremena. Razumijevanje tih obrazaca daje istraživačima uvid u to kako su ti dramatični događaji isprepleteni s unutarnjim funkcioniranjem našeg planeta.
Zemljotresi i vulkani mogu stvoriti slike raširenog razaranja. Ali za one koji proučavaju najdublje domete Zemlje, poput Elizabeth Cottrell, istraživačice geologije u Nacionalnom muzeju prirodne povijesti Smithsoniana i direktorice Globalnog programa vulkana, vulkani su ujedno i "prozori u unutrašnjost". Njihova aktivnost i emisije pružaju okus što se nalazi u unutrašnjosti, pomaže istraživačima da razriješe sastav i povijest jezgre planeta. To je presudno, jer još uvijek ne znamo točno od čega se sastoji unutrašnjost našeg planeta. Moramo razumjeti unutrašnjost ako želimo rastaviti globalni ugljični ciklus, kemijski tok koji utječe na prošlost i budućnost našeg planeta.
Znamo mnogo o ugljiku, elementu koji tvori kemijsku okosnicu života, u našoj kori i oceanima. Mi znamo mnogo manje o njemu u Zemljinoj jezgri i plaštu. Do sada je postalo izazovno uzorkovanje plašta Zemlje koje se proteže do 1800 milja ispod površine. To znači da Zemljina unutrašnjost igra ogromnu - i tajanstvenu - ulogu u globalnom ciklusu ugljika. Unutrašnjost sadrži možda 90 posto ugljika našeg planeta, vezanog u čistim oblicima poput grafita ili dijamanata. Promatranje kretanja ovog neuhvatljivog dubokozemnog ugljika nazvano je "jednim od najneugodnijih problema" u našoj potrazi za razumijevanjem globalnog ciklusa ugljika.
Srećom, imamo vulkane. Kao planetarni geolog, Cottrell smatra ove tvorce magme kao „sustav za dostavu uzoraka“ koji nam omogućuje zaviriti u srž planete. "Zemljotresi i erupcije su otkucaji planete", kaže ona. Emisije tih događaja, koje su utjecale na globalnu klimu, planeta su disanje. (Vulkani širom svijeta oslobađaju oko 180 do 440 milijuna tona ugljičnog dioksida.) Proučavajući kemiju lave i sastav vulkanskih plinova, Cottrell i drugi mogu steći predodžbu o tome što se nalazi - poput proučavanja ljudske pukotine da biste utvrdili što ima želudac.
Vulkani iskapaju većinom vodene pare u obliku pare, zajedno s ugljičnim dioksidom i nešto sumpora (nasuprot tome, ljudi izdišu oko 16 posto kisika, 4 posto CO2 i 79 posto dušika). Razumijevanje "normalnih" razina tih emisija vulkana pomoglo bi znanstvenicima da utvrde što je osnovna vrijednost, a samim tim i koliko drastično ljudska aktivnost utječe na nju. Ipak spuštanje tih emisija je težak posao. Sakupljanje vulkanskog plina potpuno je opasno, pa se od istraživača traži da se približe osobnim i toplim emisijama pod pritiskom. Kad izbije iz plašta, rastopljena lava je 1000 do 1300 Celzijevih stupnjeva.
Nije ni čudo što bi znanstvenici radije čitali potpise plina u atmosferi koristeći satelite iz svemira. Nažalost, ta tehnika ima i svojih problema. U posljednja tri stoljeća, antropogene emisije iz izvora poput tvorničke poljoprivrede i izgaranja fosilnih goriva drastično su nadmašile emisije vulkana - što znači da se vulkanski CO2 gubi u pozadinskoj buci. Kao zaobilazno rješenje, znanstvenici koriste sumpor, koji je lakše izmjeriti iz svemira, kao proxy za ugljik. U proteklom desetljeću, tehnološki napredak omogućio nam je i razdvajanje nekih od tih emisija.
"Globalno satelitsko nadgledanje vulkana transformirat će naše razumijevanje protoka plina iz Zemljine unutrašnjosti u vanjštinu u narednom desetljeću", kaže Cottrell, koji je zajedno s istraživačem Tehnologije Michigan Simonom Carnom i voditeljem podataka Edom Venzkeom radio na uključivanju vulkanskih emisija u Smithsonian baza podataka od 2012.
U gornjoj vizualizaciji možete vidjeti zemljotrese i vulkanske erupcije ne samo kao pojedinačne događaje, već kao pokazatelje onih područja bijesne aktivnosti u Zemljinoj kori gdje se ploče guraju jedna protiv druge i rastrgavaju se. Ključ je vremenske skale. Ako se povećavate prema posljednjih 50 godina, možete vidjeti da vulkani nisu samo katastrofalni udarci, već postojani obrazac: živi otkucaji dinamičnog planeta. "Kada gledamo u dugoj skali, vidimo stalan puls planeta", kaže Cottrell, koji preporučuje gledanje animacije sa uključenim zvukom kako bi dobili puni efekt. To je "stalni neumoljivi ritam koji je određen intenzitetima visokih i niskih aktivnosti."
Ponovo povećajte i možete vidjeti kako nas vulkani povezuju na vrlo osobnoj razini. Svaki put kada udišete, udišete vulkanski plin, koji se brzo miješa s atmosferom i difundira. Znajući kada i gdje su se nedavno dogodile erupcije vulkana, možete precizno utvrditi vulkan koji je aromatizirao vaše posljednje udisanje. Sad je to intimno.
Saznajte više o ovom istraživanju i još mnogo toga na Opservatoriju Deep Carbon.
