Твердая Земля дышит, поскольку вулканы «выдыхают» газы, такие как углекислый газ (CO2), которые необходимы для регулирования глобального климата, в то время как углерод в конечном итоге образуется из CO 2 возвращается в недра Земли, когда океанические тектонические плиты вынуждены опускаться в мантию в зонах субдукции. Однако количество углерода в осадках и океанской коре, которое погружается, плохо ограничено, как и доля углерода, который распадается в мантии и вносит вклад в вулканический CO2
Большинство зон субдукции в мире являются сложными: количество отложений и концентрация углерода (C) часто варьируются по их длине, и во многих случаях часть отложений, достигающих зоны субдукции, соскребается, поэтому C в он никогда не возвращается на Землю. Таким образом, разработка способа выяснить, как циклы углерода происходят на сложных границах субдукции, имеет решающее значение для понимания нашей планеты.
Чтобы разработать такой метод, исследователи Брайан М. Хаус и его коллеги сосредоточились на окраине Зонда вдоль Индонезии, зоне субдукции, где количество отложений резко меняется, как и доля органического и неорганического углерода, и очень мало осадок фактически остается прикрепленным к погружающейся плите.
Эрозия Гималаев и подводные «лавины» отложений приносят огромное количество отложений, богатых органическим углеродом, в северо-восточную часть окраины, в то время как юго-западная часть затопляется отложениями, богатыми карбонатом кальция (CaCO 3) микрофоссилии с континентального шельфа Австралии.
Чтобы учесть это, команда создала трехмерную модель отложений и их состава на тысячах квадратных километров за пределами окраины, что позволило нам более точно определить количество углерода в отложениях по всему региону. Хаус говорит, что, по их «оценке, только около десятой части углерода, достигшего границы, проходит зону субдукции, в то время как остальная часть соскребается с плиты в огромный клин отложений у берегов Суматры и Явы».
Хаус и его коллеги подсчитали, что C, возвращающийся в Землю, намного меньше - может быть, только пятая часть - того, что вулканы извергают каждый год, а это означает, что разница представляет собой чистый источник C в атмосферу и что C из чего-то кроме погружающихся отложений высвобождается. «Осадки, погруженные в Землю, также имеют другой изотопный состав C, чем состав вулканического CO2, поэтому мы считаем, что неорганический CaCO3 в земля под Суматрой и Явой, а также C в океанической плите, которая переносит отложения в зону субдукции, высвобождает CO2, который возвращается обратно в атмосферу.
Это два возможных источника CO2, которые, хотя и чрезвычайно велики, не получили большого научного внимания. По словам Хауса, представляя новый метод исследования тектонических циклов углерода в таком сложном месте, как окраина Зонда, «мы надеемся вызвать новый интерес к пониманию всего спектра процессов, посредством которых твердая Земля дышит в геологических временных масштабах».