Deep Carbon: Идет поиск, чтобы обнаружить его количество, движение, происхождение и формы на Земле

Программа Deep Carbon Observatory (DCO) исследует огромное количество углерода в глубоких, темных недрах Земли, находящихся за пределами зоны фотосинтеза. Ученые считают, что 90% или более углерода планеты находится в движении или законсервировано глубоко под землей. Это скрытое измерение планеты, столь же плохо изученное, сколь и важное для жизни на поверхности.

Значение этих исследований фундаментально. Понимание количества, движения, происхождения и форм глубокого углерода прольет беспрецедентный свет на самую древнюю экосистему Земли, включая секреты вулканов и алмазов, источники нефти и газа, а также на происхождение самой жизни. Если оценки верны и ядро содержит 1% углерода по массе, то в нем хранится в 50 миллионов раз больше углерода, чем во всей наземной флоре и фауне.

«Где находится недостающий углерод Земли? — задается вопросом исполнительный директор DCO Роберт Хейзен. — Значительные его количества могут быть заперты в минералах и расплавах в мантии и ядре. Если это так, можем ли мы теперь их найти?»

Среди ключевых тем, освещенных в новом 700-страничном томе Carbon in Earth, опубликованном в открытом доступе:

• Минералы, созданные жизнью: Биологические процессы начали влиять на поверхностную минералогию Земли еще 3,8 миллиарда лет назад.
• Глубокий углеродный цикл: Движение тектонических плит управляет им, погружая углерод в зонах субдукции и возвращая его на поверхность через вулканизм.
• Алмазы как «глаза» недр: Включения в алмазах и их структура предоставляют прямые свидетельства о домене глубокого углерода.
• Глубокая жизнь: Микробы, обитающие в трещинах пород на глубине до нескольких километров, выживают за счет химической энергии минералов. Их разнообразие представляет собой подземные «Галапагосы».
• Глубокие вирусы: Вирусы в земной коре и морских осадках могут играть ключевую роль в микробном разнообразии и переносе генов, возможно, находясь в мутуалистических отношениях с хозяевами.

Цели программы DCO на десятилетие включают уточнение объемов и скоростей углеродного цикла, мониторинг выбросов CO₂ с 25 активных вулканов, различение биогенного и абиогенного метана с помощью нового масс-спектрометра и изучение пределов выживания микробов в биореакторах высокого давления. Программа также создаст открытую базу данных о глубоких недрах Земли и углеродных материалах.