Понимание «глубинного углеродного цикла»

Новые геологические данные о составе мантии Земли помогают ученым лучше понять долгосрочную стабильность климата и даже то, как сейсмические волны распространяются через слои планеты. Исследование, проведенное группой ученых, включая специалистов из Университета Кейс Вестерн Резерв, было сосредоточено на «глубинном углеродном цикле» — части общего цикла перемещения углерода через различные системы Земли.

Этот цикл критически важен для поддержания климата Земли в обитаемой зоне на протяжении сотен миллионов лет. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что на глубинах около 180–330 км в мантии, вероятно, присутствует небольшое количество (менее 0,1%) карбонатных расплавов. Это позволяет оценить, что данный глубокий резервуар содержит огромную массу углерода — более чем в 10 000 раз превышающую массу углерода в атмосфере Земли. Постепенный обмен углеродом между этим резервуаром и атмосферой может влиять на концентрацию CO₂ и, следовательно, на долгосрочные климатические изменения.

«На основе экспериментальных измерений акустических свойств карбонатных расплавов и сравнения этих результатов с сейсмологическими данными мы можем теперь оценить концентрацию углерода в глубокой верхней мантии», — пояснил соавтор работы Джеймс Ван Орман. Кроме того, присутствие этих углеродных расплавов объясняет давнюю загадку сейсмологии — почему разница в скорости между P- и S-волнами достигает максимума именно на этих глубинах.