В ходе публичной дискуссии о климатическом кризисе вы, вероятно, слышали о том, что нам нужно найти эффективные технологии для активного улавливания углерода из воздуха и его хранения. Но куда? Например, в Исландии сумели превратить атмосферный углекислый газ в камень.
Все это может показаться революционным, но следует понимать, что люди не сделали ничего такого, чего не делала до него природа. Земля имеет свою собственную систему хранения углерода. И в настоящее время учёные ищут способ изучить эту систему, чтобы решить нашу атмосферную проблему углекислого газа.
Как функционирует накопление углерода на Земле?
Хотя все живые существа состоят из углерода и усваивают его, большая его часть хранится в земной коре и мантии. Атмосферный углерод - это всего лишь крошечный фрагмент общего запаса, имеющегося на Земле. Согласно оценкам, в мантии и коре оседает 1 845 миллиардов тонн этого элемента, в то время как на поверхности можно найти только 43,5 миллиарда тонн.
Однако углерод ускользает из “хранилища” различными путями:
- при вулканической активности на суше и вдоль океанических хребтов,
- во время лесных пожаров,
- из почвы и озёр,
- из мирового океана,
- из других источников.
Свободный углерод в конечном итоге осаждается в недрах Земли через тектонику плит, поэтому общий баланс остаётся относительно незатронутым.
Тем не менее, большое количество углерода может быть выпущено в атмосферу во время случайных событий, таких как активная вулканическая деятельность или столкновение с астероидом.
Самым последним "побочным" фактором выброса углерода в геологической истории Земли является прямое антропогенное сжигание углеродных отложений Земли ближе к её поверхности, а именно угля и нефти. В настоящее время человеческая деятельность высвобождает более 35 миллиардов тонн углекислого газа в год, достигнув рекордных 37,1 миллиарда тонн в 2018 году.
Определение местоположения углерода на Земле.
Однако механизмы, лежащие в основе углеродных резервуаров, до конца не известны. Именно поэтому международная обсерватория глубинного углерода (Deep Carbon Observatory) проводит обширные исследования в этой области. Измеряя уровни углерода в горных породах, которые действуют как своего рода хранилище данных для исторических уровней углерода Земли, они попытались подробнее изучить углеродные циклы планеты.
В тектонических слоях была найдена информация о периодических возмущениях. Она говорит о событиях, которые изменили баланс и привели к значительному повышению уровней углерода в определённые периоды. Эти исторические сдвиги в уровнях углерода были главным направлением исследований.
Случайные крупномасштабные выбросы углекислого газа оказывали катастрофическое воздействие на протяжении всей геологической истории. Они были непосредственно связаны с изменением климата и массовыми вымираниями. Легко понять, почему эти события сегодня представляют особый интерес.
Самым известным примером связанной с углеродом катастрофы является научная гипотеза о вымирании динозавров, которое произошло около 66 миллионов лет назад, вызванное ударом астероида Чиксулуб. Удар не убил динозавров напрямую. Вместо этого он испарил богатые углеродом породы, выпустив в атмосферу сотни миллиардов тонн углекислого газа.
До этого, 252 миллиона лет назад, произошло пермско - триасовое вымирание, весьма вероятно связанное с рядом магматических извержений крупных магматических провинций, которые могли ежегодно выделять несколько миллиардов тонн углерода во время этого события.
К сожалению, как указывалось выше, сегодняшняя человеческая деятельность высвобождает не менее значительные объём.
Исследования, подобные описанному, имеют очень важное значение для того, чтобы заставить нас полностью понять влияние и возможные последствия постоянного выброса накопленного углерода Земли в атмосферу.
Понимание важности проблемы должно вдохновить человечество на поиск решений и восстановление углеродного баланса Земли.
