'คาร์บอนที่ซ่อนอยู่' อาจรั่วไหลจากภูเขาไฟหลายล้านปีหลังจากการปะทุสิ้นสุดลง

การปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ได้เปลี่ยนรูปโฉมใหม่และภูมิอากาศในหลายจุดในประวัติศาสตร์ การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าหลังจากการปะทุบนพื้นผิวเหล่านี้ยุติลงเป็นเวลานาน(CO2) ที่ละลายในแม็กม่าใต้ดินอาจค่อยๆ หลุดลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ "คาร์บอนที่เป็นความลับ" นี้อาจมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนเป็นเวลานาน การฟื้นตัวของสภาพอากาศที่ช้า และการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่

“มีศักยภาพในการปล่อยก๊าซนี้ซึ่งไม่ได้ผูกติดอยู่กับการเกิดลาวาโดยเฉพาะ” กล่าวอิซาเบล เฟนด์ลีย์นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาวิจัยนี้ โดยไม่คำนึงถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ยืดเยื้อนี้ "วิธีการบางอย่างที่เรากำลังทำความเข้าใจเหตุการณ์การปล่อยก๊าซในปัจจุบันจะหายไปสักชิ้น"

ที่ประเด็นนี้เรียกว่าจังหวัดที่มีหินอัคนีขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นบริเวณขนาดใหญ่ที่มีหินหนืดไหลขึ้นมาจนถึงผิวน้ำ ปัจจุบันไม่มีจังหวัดที่มีหินอัคนีขนาดใหญ่ใช้งานอยู่ ล่าสุดกลุ่มหินบะซอลต์แม่น้ำโคลัมเบียที่ค่อนข้างเล็กปะทุเมื่อประมาณ 16 ล้านปีก่อน จังหวัดที่มีหินอัคนีขนาดใหญ่สามารถพ่นหินภูเขาไฟออกมาได้ประมาณหนึ่งล้านลูกบาศก์กิโลเมตรในช่วงเวลาหนึ่งล้านปี

“ผมคิดว่าขนาดของจังหวัดที่เป็นภูเขาไฟเหล่านี้เป็นเรื่องยากมากสำหรับมนุษย์ที่จะเข้าใจ” กล่าวเบน แบล็คผู้เขียนนำการศึกษาวิจัยนี้คือนักภูเขาไฟที่มหาวิทยาลัย Rutgers ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ “เรากำลังพูดถึงเหตุการณ์ภูเขาไฟที่สามารถระดมแมกมามากพอที่จะปกคลุมทวีปอเมริกาลึกลงไปครึ่งกิโลเมตร”

ที่เกี่ยวข้อง:

แม็กม่าที่เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

การระเบิดของภูเขาไฟที่ลุกลามเช่นนี้เกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตลอดประวัติศาสตร์ของโลก: จังหวัดขนาดใหญ่ที่มีหินอัคนีปล่อยก๊าซเรือนกระจกปริมาณมาก เช่น CO2 ออกสู่ชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น เหตุการณ์เหล่านี้บางครั้งก็มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาที่สำคัญด้วย

การปะทุของกับดักไซบีเรียเมื่อ 252 ล้านปีก่อนเกิดขึ้นพร้อมกับการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพครั้งใหญ่ หรือที่เรียกว่าการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุคเพอร์เมียน หรือการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ แต่ในระหว่างเหตุการณ์นั้น อุณหภูมิและระดับคาร์บอนไดออกไซด์ยังคงอยู่ในระดับสูงเป็นเวลาประมาณ 5 ล้านปีหลังจากที่ภูเขาไฟระเบิดหยุดลง นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าช่วงที่อากาศอุ่นขึ้นยาวนานอย่างไม่คาดคิดภายหลังเหตุการณ์นี้และการปะทุของจังหวัดขนาดใหญ่อื่นๆ เนื่องมาจากข้อเสนอแนะการผุกร่อนของซิลิเกตที่อ่อนแอลงซึ่งเป็นวงจรที่ทำหน้าที่เป็นเทอร์โมสตัทตามธรรมชาติ

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณ

ในการศึกษาใหม่ตีพิมพ์ในธรณีศาสตร์ธรรมชาติแบล็กและเพื่อนร่วมงานเสนอคำอธิบายอีกประการหนึ่งว่าคาร์บอนยังคงรั่วไหลออกจากภูเขาไฟหลังจากที่หยุดการปะทุแล้ว

นักวิจัยพบว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการปะทุบนพื้นผิวเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะอธิบายช่วงเวลาที่อากาศอบอุ่นยืดเยื้อได้โดยใช้แบบจำลองตัวเลขเพื่อจำลองการตอบสนองของสภาพภูมิอากาศต่อการก่อกวนในวัฏจักรคาร์บอนและสารอาหาร การอุ่นขึ้นที่สังเกตได้จะต้องมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่อไปอีกนานหลังจากที่หินภูเขาไฟที่อายุน้อยที่สุดเย็นตัวลง

เพื่อตรวจสอบว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อาจเกิดขึ้นหลังจากการปะทุของพื้นผิวสิ้นสุดลงหรือไม่ นักวิจัยได้จำลองการเคลื่อนที่ของแมกมาผ่านเปลือกโลกเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อพิจารณาว่าเปลือกโลกจะมีรูปร่างผิดปกติและเคลื่อนตัวอย่างไรในช่วงที่มีการระเบิดของจังหวัดขนาดใหญ่

การจำลองของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าในตอนแรก แรงกดดันในห้องแมกมาจะก่อตัวขึ้นจนกระทั่งเกิดรอยแตกในชั้นเปลือกโลก ทำให้แมกมาซึมออกมาสู่พื้นผิวโลกได้ แต่เมื่อเวลาผ่านไป แมกมาจะทำให้เปลือกโลกอุ่นขึ้นมากพอที่จะทำให้หินที่อยู่รอบๆ ไหลได้ง่ายขึ้น ทำให้ยากต่อการสร้างแรงกดดันเพียงพอสำหรับการปะทุที่พื้นผิว

เมื่อแมกมาเพิ่มขึ้นและเย็นตัวลง CO2 ที่ละลายน้ำจะสามารถหลบหนีออกมาได้ แม้ว่าตัวแมกมาจะทำไม่ได้ก็ตาม ก๊าซที่ละลายจะทำหน้าที่เหมือนฟองอากาศในขวดโซดา ผู้ร่วมวิจัยกล่าวแทมซิน เมเธอร์, นักภูเขาไฟวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด

“เมื่อคุณปิดฝา [ขวดโซดา] แล้ว คุณจะไม่เห็นฟองใดๆ เลย นั่นเหมือนกับแม็กมาที่อยู่ลึกลงไป” เมเธอร์กล่าว “เมื่อคุณถอดฝาออก หรือในกรณีของแมกมา คุณจะยกมันขึ้นในระดับความลึกที่ตื้นขึ้น ความดันจะลดลง และเกิดฟองอากาศ” ฟองอากาศที่ลอยอยู่เหล่านั้นจะลอยขึ้นสู่พื้นผิว โดยหลุดรอดผ่านรอยแตกหรือรอยเลื่อนในเปลือกโลก

ทีมงานพบว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้อาจคงอยู่เป็นเวลาหลายล้านปีหลังจากการปะทุบนพื้นผิวสิ้นสุดลง คาร์บอนที่เป็นความลับสามารถอธิบายภาวะโลกร้อนที่ยืดเยื้อซึ่งสังเกตได้หลังจากการปะทุของจังหวัดหินอัคนีขนาดใหญ่ลดลง และอาจส่งผลกระทบต่อการฟื้นตัวทางชีวภาพหลังจากเหตุการณ์ต่างๆ เช่น การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุคเพอร์เมียน

“ผมคิดว่ามีคำถามที่สำคัญและน่าสนใจอยู่บ้างในแง่ของการฟื้นตัวที่เกิดขึ้นหลังจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่หรือการหยุดชะงักของสภาพอากาศ บทบาทของกระบวนการที่โลกแข็งมีบทบาท และผลกระทบต่อชีวิตใหม่ที่มาหลังจากการหยุดชะงัก” แบล็กกล่าว

การค้นพบนี้ยังสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้เกี่ยวกับผลกระทบของภาวะโลกร้อนในปัจจุบันได้ "จังหวัดที่มีหินอัคนีขนาดใหญ่เป็นหนึ่งในอะนาล็อกที่ดีที่สุดสำหรับฟลักซ์การปล่อยก๊าซคาร์บอนในระดับปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนของมนุษย์ แต่พวกเขายังคงไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนเร็วเท่ากับที่เราเป็นอยู่ในขณะนี้" Mather กล่าว การทำความเข้าใจว่าโลกฟื้นตัวได้อย่างไรหลังจากการหยุดชะงักอย่างกะทันหันในทำนองเดียวกันสามารถช่วยในการทำความเข้าใจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการกระทำของมนุษย์ เธอกล่าวเสริม

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกเมื่ออีออส.org- อ่านบทความต้นฉบับ-