Naša planeta je kroz istoriju prolazila kroz dramatične klimatske promene, oscilirajući između ledenih i toplih perioda. Naučnici su dugo povezivali ove promene sa fluktuacijama u atmosferi ugljen-dioksida. Međutim, novo istraživanje otkriva da su izvori ovog ugljen-dioksida i pokretači mnogo složeniji nego što se ranije verovalo.
Način na koji se tektonske ploče kreću po površini Zemlje igra značajnu, ranije nedovoljno cenjenu ulogu u klimi. Ugljen-dioksid se ne pojavljuje samo na mestima gde se tektonske ploče sudaraju, već su i mesta gde se one razdvajaju značajna. Naša nova studija, objavljena u časopisu Communications, Earth and Environment, osvetljava kako su tektonske ploče oblikovale globalnu klimu u poslednjih 540 miliona godina.
Na granicama gde se tektonske ploče susreću, formiraju se lanci vulkana poznati kao vulkanske arkade. Otopljavanje povezano sa ovim vulkanima oslobađa ugljen-dioksid zarobljen u steni hiljadama godina, donoseći ga na površinu. Ranije se smatralo da su ove vulkanske arkade glavni uzročnici ispuštanja ugljen-dioksida u atmosferu.
Naši nalazi dovode u pitanje ovu pretpostavku. Umesto toga, sugerišemo da su srednjooceanske grebene i kontinentalni riftovi, gde se tektonske ploče razdvajaju, imali mnogo značajniju ulogu u pokretanju ciklusa ugljen-dioksida tokom geološkog vremena. To je zato što svetski okeani skladište velike količine ugljen-dioksida iz atmosfere, većinu unutar stena bogatih ugljen-dioksidom na morskom dnu.
Kako se ove stene kreću, vođene tektonskim pločama, mogu na kraju da se susretnu sa zonama subdukcije, gde se tektonske ploče spajaju. Ovo oslobađa njihov teret ugljen-dioksida nazad u atmosferu. Ovaj proces je poznat kao „duboki ciklus ugljen-dioksida“. Da bismo pratili tok ugljen-dioksida između Zemljinog rastopljenog unutrašnjeg dela, okeanskih ploča i atmosfere, koristimo kompjuterske modele.
Korišćenjem ovih modela, mogli smo da predvidimo glavne stakleničke i ledene klime u poslednjih 540 miliona godina. Tokom stakleničkih perioda, kada je Zemlja bila toplija, oslobađalo se više ugljen-dioksida nego što je bilo zarobljeno u stenicama bogatim ugljen-dioksidom. Nasuprot tome, tokom ledenih klime, dominirala je sekvestracija ugljen-dioksida u okeanima, smanjujući nivoe ugljen-dioksida u atmosferi i izazivajući hlađenje.
Jedan od ključnih zaključaka naše studije je kritična uloga dubokomorskih sedimenata u regulaciji ugljen-dioksida u atmosferi. Kako se tektonske ploče polako kreću, nose sedimente bogate ugljen-dioksidom, koji se na kraju vraćaju u unutrašnjost Zemlje kroz proces poznat kao subdukcija. Ovaj proces je značajan faktor u određivanju da li je Zemlja u stakleničkom ili ledenom stanju.
Istorijski gledano, ugljen-dioksid koji se ispušta iz vulkanskih arkada smatran je jednim od najvećih izvora atmosferskog ugljen-dioksida. Međutim, ovaj proces je postao dominantan tek u poslednjih 120 miliona godina zahvaljujući planktonskim kalcifikatorima.
