Το πρόσωπό σας φαίνεται ωραία. Εμπιστέψου με. Αλλά εάν κάνετε μεγέθυνση και χρονοτριβή, θα δείτε ένα τοπίο σε κίνηση: εκρήξεις που ξεσπούν, σχηματισμό κρατήρων πορώδους, κορυφογραμμές δέρματος που εκτείνονται και σβήνουν καθώς χαμογελάτε και συνομιλείτε. Ομοίως, η Γη έξω από το παράθυρό σας μπορεί να φαίνεται ήσυχη. Αλλά αυτό συμβαίνει επειδή ψάχνετε μια μικρή φέτα στο χρόνο και το διάστημα. Επεκτείνετε την άποψή σας και θα δείτε μετατόπιση των πλακών, κυματισμός σεισμών και ηφαίστεια κατά μήκος των τεκτονικών ορίων. Ο κόσμος σπάει, σκίζει και δάκρυα. Τίποτα δεν παραμένει το ίδιο.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς τα ηφαίστεια αναμορφώνουν τα οικοσυστήματα
- Πρόβλεψη του χάους: Νέοι αισθητήρες ξεσπάσουν τις ηφαιστειακές διακοπές πριν συμβούν
Για να απεικονίσει αυτά τα δυναμικά πρότυπα, το Παγκόσμιο Πρόγραμμα Εθελοντισμού του Ιδρύματος Smithsonian, το οποίο φιλοξενείται στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας, έχει δημιουργήσει μια χρονομετρική κίνηση των σεισμών, των εκρήξεων και των εκπομπών στον κόσμο από το 1960. Σχεδιάζοντας από την πρώτη βάση δεδομένων των εκπομπών θείου μέχρι το 1978, τα κινούμενα σχέδια δείχνουν πως η φαινομενικά τυχαία δραστηριότητα των ηφαιστείων και των σεισμών διαμορφώνει σταθερά παγκόσμια πρότυπα με την πάροδο του χρόνου. Η κατανόηση αυτών των μοτίβων δίνει στους ερευνητές τη δυνατότητα να δουν πώς αυτά τα δραματικά γεγονότα είναι συνυφασμένα με την εσωτερική λειτουργία του πλανήτη μας.
Οι σεισμοί και τα ηφαίστεια μπορούν να προκαλέσουν εικόνες ευρείας καταστροφής. Όμως, για όσους μελετούν τις βαθύτερες επιφάνειες της Γης, όπως η Ελίζαμπεθ Κότρελ, ερευνητής γεωλόγου στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian και διευθυντής του προγράμματος Global Volcanism Program, τα ηφαίστεια είναι επίσης «παράθυρα στο εσωτερικό». τι είναι μέσα, βοηθώντας τους ερευνητές να ξεδιπλώσουν τη σύνθεση και την ιστορία του πυρήνα του πλανήτη. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας, διότι ακόμα δεν γνωρίζουμε ακριβώς τι αποτελείται το εσωτερικό του πλανήτη μας. Πρέπει να κατανοήσουμε το εσωτερικό αν θέλουμε να ξεδιπλώσουμε τον παγκόσμιο κύκλο άνθρακα, τη χημική ροή που επηρεάζει το παρελθόν και το μέλλον του πλανήτη μας.
Γνωρίζουμε πολλά για τον άνθρακα, το στοιχείο που αποτελεί τη χημική ραχοκοκαλιά της ζωής, στον κρούστα μας και στους ωκεανούς. Γνωρίζουμε πολύ λιγότερα γι 'αυτό στον πυρήνα και το μανδύα της Γης. Μέχρι στιγμής έχει αποδειχθεί δύσκολο να δοκιμάσετε το μανδύα της Γης, το οποίο εκτείνεται μέχρι και 1.800 μίλια κάτω από την επιφάνεια. Αυτό σημαίνει ότι το εσωτερικό της Γης παίζει έναν τεράστιο και μυστήριο ρόλο στον παγκόσμιο κύκλο άνθρακα. Το εσωτερικό περιέχει ίσως το 90 τοις εκατό του άνθρακα του πλανήτη μας, δεσμευμένο σε καθαρές μορφές όπως ο γραφίτης ή τα διαμάντια. Η εκδίωξη των κινήσεων αυτού του αόριστου άνθρακα βαθιάς γης ονομάστηκε "ένα από τα πιο ενοχλητικά προβλήματα" στην προσπάθειά μας να κατανοήσουμε τον παγκόσμιο κύκλο άνθρακα.
Ευτυχώς, έχουμε ηφαίστεια. Ως πλανητικός γεωλόγος, ο Cottrell σκέφτεται αυτούς τους μάγματος ως ένα «σύστημα δειγματοληψίας» που μας δίνει μια ματιά στον πυρήνα του πλανήτη. "Οι σεισμοί και οι εκρήξεις είναι ο καρδιακός παλμός του πλανήτη", λέει. Οι εκπομπές από αυτά τα γεγονότα, που έχουν επηρεάσει το παγκόσμιο κλίμα, είναι η αναπνοή του πλανήτη. (Παγκοσμίως, τα ηφαίστεια απελευθερώνουν περίπου 180 έως 440 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα.) Μελετώντας τη χημεία της λάβας και το μακιγιάζ των ηφαιστειακών αερίων, ο Cottrell και άλλοι μπορούν να πάρουν μια ιδέα για το τι κρύβεται μέσα - το στομάχι σου.
Τα ηφαίστεια βγαίνουν κυρίως από υδρατμούς με ατμό, μαζί με διοξείδιο του άνθρακα και λίγο θείο (αντίθετα, οι άνθρωποι αναπνέουν περίπου 16% οξυγόνο, 4% CO2 και 79% άζωτο). Η κατανόηση των "κανονικών" επιπέδων αυτών των εκπομπών ηφαιστείου θα βοηθούσε τους επιστήμονες να καθορίσουν ποια είναι η βασική γραμμή - και, συνεπώς, πόσο δραστικά επηρεάζει η ανθρώπινη δραστηριότητα. Ωστόσο, η αποδυνάμωση αυτών των εκπομπών είναι μια δύσκολη επιχείρηση. Η συλλογή του ηφαιστειακού αερίου είναι εντελώς επικίνδυνη, απαιτώντας από τους ερευνητές να γίνουν στενές και προσωπικές σε θερμές, υπό πίεση εκπομπές. Όταν εκρήγνυται από το μανδύα, η λιωμένη λάβα είναι ένας καταρρακτωμένος 1000 έως 1300 βαθμοί Κελσίου.
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι επιστήμονες θα διαβάζουν μάλλον υπογραφές αερίων στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας δορυφόρους από το διάστημα. Δυστυχώς, η τεχνική αυτή έχει και τα προβλήματά της. Τους τελευταίους τρεις αιώνες, οι ανθρωπογενείς εκπομπές από πηγές όπως η εργοστασιακή γεωργία και η καύση ορυκτών καυσίμων έχουν ξεπεράσει δραστικά τις εκπομπές από τα ηφαίστεια - πράγμα που σημαίνει ότι το ηφαιστειακό CO2 χάνεται στον θόρυβο του περιβάλλοντος. Ως εναλλακτική λύση, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν θείο, το οποίο είναι ευκολότερο να μετρηθεί από το διάστημα, ως υποκατάστατο του άνθρακα. Την περασμένη δεκαετία, οι τεχνολογικές εξελίξεις μας επέτρεψαν να δώσουμε έμφαση σε κάποιες από αυτές τις εκπομπές.
"Η παγκόσμια δορυφορική παρακολούθηση των ηφαιστείων θα μεταμορφώσει την κατανόηση των ροών αερίων από το εσωτερικό της Γης προς το εξωτερικό την επόμενη δεκαετία", λέει ο Cottrell, ο οποίος συνεργάζεται με τον ερευνητή Michigan Tech Simon Carn και τον διευθυντή δεδομένων Ed Venzke για την ενσωμάτωση ηφαιστειακών εκπομπών στο Smithsonian από το 2012.
Στην παραπάνω απεικόνιση, μπορείτε να δείτε τους σεισμούς και τις ηφαιστειακές εκρήξεις όχι μόνο ως μεμονωμένα γεγονότα, αλλά ως δείκτες αυτών των περιοχών φρενίτιδας στη γήινη φλούδα, όπου τα πιάτα σπρώχνουν το ένα πάνω στο άλλο και σπάνε. Το κλειδί είναι το χρονοδιάγραμμα. Με τη σμίκρυνση στα τελευταία 50 χρόνια, μπορείτε να δείτε ότι τα ηφαίστεια δεν είναι απλώς καταστροφικά blips, αλλά ένα σταθερό μοτίβο: ο ζωντανός καρδιακός παλμός ενός δυναμικού πλανήτη. «Όταν κοιτάζουμε σε μεγάλο χρονικό διάστημα, βλέπουμε τον συνεχή παλμό του πλανήτη», λέει ο Cottrell, ο οποίος συνιστά να βλέπει κανείς το κινούμενο σχέδιο με τον ήχο για να πάρει το πλήρες αποτέλεσμα. Είναι ένας "σταθερός ασταμάτητα κτύπος που στίζεται από περιόδους υψηλής και χαμηλής δραστηριότητας".
Μεγέθυνση πάλι, και μπορείτε να δείτε πώς τα ηφαίστεια μας συνδέουν όλα σε ένα πολύ προσωπικό επίπεδο. Κάθε φορά που αναπνέετε, εισπνέετε ηφαιστειακό αέριο, το οποίο αναμειγνύεται γρήγορα με την ατμόσφαιρα και διαχέεται. Γνωρίζοντας πότε και πού έχουν συμβεί πρόσφατες ηφαιστειακές εκρήξεις, μπορείτε να εντοπίσετε ακόμη και το ηφαίστειο που σας αρέσει η τελευταία εισπνοή σας. Τώρα αυτό είναι οικείο.
Μάθετε για αυτή την έρευνα και περισσότερα στο Παρατηρητήριο Deep Carbon.
