התפרצויות געשיות מסיביות עוצבו מחדשוהאקלים שלו בכמה נקודות בהיסטוריה. מחקר חדש מצביע על כך שהרבה אחרי שההתפרצויות פני השטח הללו פסקו,(CO2) המומס במאגמות תת-קרקעיות יכול היה לברוח לאט אל פני השטח. ייתכן ש"פחמן מוצפן" זה תרם לתקופות ממושכות של התחממות, התאוששות איטית של האקלים והכחדה המונית.
"יש פוטנציאל לשחרור גז זה שאינו קשור באופן ספציפי ליצירת זרימת לבה", אמראיזבל פנדל, גיאולוג מאוניברסיטת מדינת פנסילבניה שלא היה מעורב במחקר. מבלי לקחת בחשבון את שחרור ה-CO2 הממושך הזה, "כמה מהדרכים שבהן אנו מבינים כעת אירועי פליטת גז יחסרו חלק."
ההמדוברים ידועים כמחוזות בוליים גדולים, אזורים גדולים שבהם מאגמה מגיעה אל פני השטח. אין מחוזות חמים גדולים פעילים כיום; האחרונה, קבוצת בזלת נהר קולומביה הקטנה יחסית, התפרצה לפני כ-16 מיליון שנה. פרובינציה ענקית גדולה יכולה להוציא כמיליון קילומטרים מעוקבים של סלעים געשיים בטווח של מיליון שנים.
"אני חושב שקשה מאוד להבין את היקף המחוזות הוולקניים האלה לבני אדם", אמרבן בלאק, המחבר הראשי של המחקר, וולקנולוג מאוניברסיטת רוטגרס בניו ג'רזי. "אנחנו מדברים על אירועים געשיים שיכולים לגייס מספיק מאגמה כדי לכסות את יבשת ארה"ב בעומק של חצי קילומטר".
קָשׁוּר:
מאגמות משנות אקלים
געשיות כה נרחבת התרחשה בשילוב עם תקופות של הפרעות אקלים לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ: מחוזות חממה גדולים פלטו כמויות גדולות של גזי חממה כגון CO2 לאטמוספירה, והעלו את הטמפרטורות. אירועים אלו לוו לעיתים גם בשינויים ביולוגיים גדולים.
ההתפרצויות של המלכודות הסיביריות לפני 252 מיליון שנה התרחשו במקביל לאובדן המגוון הביולוגי, הידוע בשם ההכחדה ההמונית של סוף הפרמיאן, או הגסיסה הגדולה. אבל במהלך אותו אירוע, הטמפרטורות ורמות ה-CO2 נשארו גבוהים במשך כ-5 מיליון שנים לאחר הפסקת ההתפרצויות הגעשיות. מדענים שיערו שתקופות ההתחממות הארוכות באופן בלתי צפוי בעקבות התפרצויות מחוז בור זה ואחרות גדולות נובעות ממשוב בליה סיליקט מוחלש, מחזור שפועל כמעין תרמוסטט טבעי.
במחקר החדש, שפורסם במדעי הגיאוגרפיה של הטבע, בלאק ועמיתיו הציעו הסבר נוסף - שפחמן המשיך לדלוף מהרי הגעש לאחר שההתפרצויות שלהם פסקו.
באמצעות מודל מספרי כדי לדמות את תגובת האקלים להפרעות במחזורי פחמן וחומרי מזון, החוקרים מצאו שפליטות CO2 אך ורק מהתפרצויות פני השטח אינן מספיקות כדי להסביר את התקופות החמות הממושכות. ההתחממות הנצפית תחייב את פליטת הפחמן להימשך זמן רב לאחר שהתקררו הסלעים הוולקניים הצעירים ביותר.
כדי לקבוע אם שחרור CO2 יכול להתרחש לאחר סיום התפרצויות פני השטח, החוקרים דימו תנועת מאגמה דרך קרום כדור הארץ לאורך זמן כדי לקבוע כיצד הקרום יתעוות ויזוז במהלך תקופות של פעילות מחוזות חמים גדולים.
ההדמיות שלהם הראו שבתחילה, לחץ בתא מאגמה מתפתח עד שנוצרים סדקים בקרום, מה שמאפשר למאגמה לחלחל החוצה אל פני כדור הארץ. אבל עם הזמן, המאגמה מחממת את הקרום מספיק כדי שהסלע שמסביב יזרום ביתר קלות, מה שמקשה על בניית מספיק לחץ להתפרצות פני השטח.
כאשר המאגמה עולה ומתקררת, CO2 מומס יכול לברוח, גם כאשר המאגמה עצמה לא יכולה. הגז המומס פועל כמו בועות בבקבוק סודה, אמר מחבר המחקרטמסין מאתר, וולקנולוג מאוניברסיטת אוקספורד.
"כאשר יש לך את המכסה על [בקבוק הסודה], אתה לא רואה בו שום בועות. זה כמו מאגמה בעומק," אמר מאתר. "כאשר אתה מוריד את המכסה - או במקרה של מאגמה, אתה מעלה אותו לעומקים רדודים יותר - הלחץ פוחת, ונוצרות בועות". הבועות הצפות הללו עולות אל פני השטח, בורחות דרך סדקים או פגמים בקרום.
שחרור CO2 זה עשוי להימשך מיליוני שנים לאחר סיום התפרצויות פני השטח, מצא הצוות. פחמן קריפטי יכול להסביר את ההתחממות הממושכת שנצפתה לאחר שדעכו התפרצויות גדולות של פרובינציית העין וייתכן שהשפיעה על ההתאוששות הביולוגית בעקבות אירועים כמו ההכחדה ההמונית של סוף הפרמיאן.
"אני חושב שיש כמה שאלות מאוד מעניינות וחשובות במונחים של איך ההתאוששות מתרחשת לאחר ההכחדות ההמוניות או שיבושי האקלים, התפקיד שממלאים תהליכי כדור הארץ המוצקים וההשלכות על החיים החדשים שמגיעים לאחר ההפרעה", אמר בלאק.
הממצאים יכולים גם לעזור למדענים ללמוד על השפעות ההתחממות של ימינו. "מחוזות חמקים גדולים הם אחד האנלוגים הטובים ביותר לשטפי פליטת פחמן בקנה מידה של שטפי פליטת פחמן אנושי, אבל הם עדיין לא פולטים פחמן מהר כמו שאנחנו עכשיו", אמר מאתר. הבנה כיצד כדור הארץ מתאושש לאחר הפרעה פתאומית דומה יכולה לסייע בהבנת ההשפעות האפשריות של פליטות אנתרופוגניות, היא הוסיפה.
מאמר זה פורסם במקור בEos.org. קרא אתמאמר מקורי.
