Начинът, по който се движи земната повърхност, има по-голямо влияние върху климата, отколкото се смята

Нашата планета е преживяла драматични климатични промени през цялата си история, колебаейки между периоди на замръзване като "Земя-снежна топка" и топлия похлупак на "парникови" състояния.

Учените отдавна свързват тези климатични промени с колебанията в атмосферния въглероден диоксид. Нови изследвания обаче разкриват, че източникът на този въглерод – и движещите сили зад него – са далеч по-сложни, отколкото се смяташе досега.

Всъщност начинът, по който тектоничните плочи се движат по земната повърхност, играе важна, досега недооценена роля в климата. Въглеродът не се появява само там, където тектоничните плочи се срещат. Местата, където тектоничните плочи се отдалечават една от друга, също са важни.

Новото проучване на група австралийски учени хвърля светлина върху това как точно тектониката на земните плочи е помогнала за оформянето на глобалния климат през последните 540 милиона години.

Надниквайки дълбоко във въглеродния цикъл

На границите, където се сливат тектоничните плочи на Земята, се образуват вериги от вулкани или т. нар. вулканични дъги. Топенето, свързано с тези вулкани, освобождава въглерод, който е бил заловен в скалите в продължение на хиляди години, извеждайки го на земната повърхност.

В миналото се е смятало, че тези вулканични дъги са основните виновници за инжектирането на въглероден диоксид в атмосферата.

Новите открития в статията, публикувана наскоро в списание Communications, Earth and Environment, оспорват това мнение. Вместо това, авторите показват, че средноокеанските хребети и континенталните разломи – места, където тектоничните плочи се раздалечават – са играли много по-значителна роля в задвижването на въглеродните цикли на Земята през геоложкото време.

Това е така, защото световните океани улавят огромни количества въглероден диоксид от атмосферата. Те съхраняват по-голямата част от него в богати на въглерод скали на морското дъно. В продължение на хиляди години този процес може да доведе до стотици метри богати на въглерод седименти на дъното на океана.

Тъй като тези скали се плъзгат по мантията на Земята, движени от тектоничните плочи, те евентуално могат да пресекат зони на субдукция – места, където тектоничните плочи се сблъскват. Това освобождава техния товар от въглероден диоксид обратно в атмосферата.

Това геолозите наричат "дълбок въглероден цикъл". За да проследят потока на въглерод между разтопената вътрешност на Земята, океанските плочи и атмосферата, те използват компютърни модели за това как тектоничните плочи са мигрирали през геоложкото време.

Откритията

Използвайки компютърни модели, за да реконструират как Земята премества въглерод, съхраняван върху тектоничните плочи, изследователите успяват да предвидят основния парников и ледников климат през последните 540 милиона години.

По време на парникови периоди – когато Земята е била по-топла – се е освобождавал повече въглерод, отколкото се е задържал в скалите, носещи въглерод. Обратното, по време на ледниковия климат, улавянето на въглерод в земните океани е доминирало, понижавайки нивата на въглероден диоксид в атмосферата и предизвиквайки захлаждане.

Един от ключовите изводи от новото проучване е критичната роля на дълбоководните седименти в регулирането на атмосферния въглероден диоксид. Тъй като тектоничните плочи на Земята бавно се движат, те носят богати на въглерод седименти, които в крайна сметка се връщат във вътрешността на Земята чрез процес, известен като субдукция.

Показваме, че този процес е основен фактор при определянето дали Земята е в парниково или ледено състояние.

Колко въглерод се рециклира в земната мантия в зоните на субдукция (в синьо) в сравнение с това колко се освобождава през вулканични дъги и средноокеански хребети (оранжево) през последните 540 милиона години. Карбонатните платформи – големи натрупвания на карбонатни скали – са обозначени със зелени полигони, където светлозеленото показва активни платформи, а тъмнозеленото – по-стари, неактивни платформи. Кредит: Communications, Earth and Environment; https://doi.org/10.1038/s43247-025-03097-0 

Промяна в представите за ролята на вулканичните дъги

В миналото въглеродът, отделян от вулканичните дъги, се е смятал за един от най-големите източници на атмосферен въглероден диоксид.

Този процес обаче става доминиращ едва през последните 120 милиона години благодарение на планктонните калцификатори (повече за фораминиферите, които са основни планктонни калцификатори - под статията). Тези малки океански същества принадлежат към семейство фитопланктон, чиято основна роля се крие в превръщането на разтворения въглерод в калцит. Те са отговорни за улавянето на огромни количества атмосферен въглерод в богати на въглерод седименти, отложени на морското дъно.

Планктонните калцификатори са еволюирали едва преди около 200 милиона години и са се разпространили в световните океани преди около 150 милиона години. Така че високият дял на въглерод, изхвърлен в атмосферата по вулканичните дъги през последните 120 милиона години, се дължи най-вече на богатите на въглерод седименти, създадени от тези същества.

Преди това екипът е открил, че въглеродните емисии от средноокеанските хребети и континенталните разломи – региони, където тектоничните плочи се разделят – всъщност са допринесли по-значително за атмосферния въглероден диоксид.

Нова перспектива за бъдещето

Откритията на австраийския екип дават нова перспектива за това как тектоничните процеси на Земята са оформили и ще продължат да оформят нашия климат.

Тези резултати показват, че климатът на Земята не се определя единствено от атмосферния въглерод. Вместо това, той е повлиян от сложния баланс между въглеродните емисии от земната повърхност и начина, по който те се улавят в седиментите на морското дъно.

Това проучване предоставя и ключови прозрения за бъдещите климатични модели, особено в контекста на настоящите опасения относно повишаващите се нива на въглероден диоксид.

Сега знаем, че естественият въглероден цикъл на Земята, повлиян от изместващите се тектонични плочи под краката ни, играе жизненоважна роля в регулирането на климата на планетата.

Разбирането на тази дълбока времева перспектива може да ни помогне да прогнозираме по-добре бъдещите климатични сценарии и текущите ефекти от човешката дейност.

Справка: Mather, B.R., Müller, R.D., Dutkiewicz, A. et al. Carbon emissions along divergent plate boundaries modulate icehouse-greenhouse climates. Commun Earth Environ 7, 48 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-025-03097-0 

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.

Още по темата

07/08/2025

Земята

Тектоничните движения в Югоизточна Европа дават представа за натрупаното напрежение

07/06/2025

Земята

Учени откриват тектонична мегаплоча, погълната преди 20 милиона години

21/10/2024

Земята

Циркони на 165 милиона години от Великденския остров противоречат на тектониката на плочите

04/07/2024

Земята

Тектониката на плочите може да се среща само на 0,003% от планетите. Това прави Земята много специална