Většinu historie Země nebyly sopky primární silou určující hladinu skleníkových plynů na naší planetě. Nová studie ukazuje, že vulkanické oblouky – řetězce erupčních vrcholů, jako jsou ty v Japonsku – se staly dominantními zdroji emisí uhlíku až za posledních 100 milionů let, ke konci věku dinosaurů. Toto zjištění zásadně mění naše chápání dlouhodobé regulace zemského klimatu.
Role fytoplanktonu v uhlíkovém cyklu
Klíč k tomuto posunu spočívá ve vývoji mikroskopických organismů: fytoplanktonu se šupinami vyrobenými z uhličitanu vápenatého. Tito tvorové se poprvé objevili přibližně před 150 miliony let a jejich vliv na uhlíkový cyklus byl obrovský. Když zemřou, jejich skořápky se hromadí na dně oceánu a vytvářejí obrovské usazeniny uhličitanu vápenatého.
V geologických časových měřítcích procházejí tektonické desky subdukcí (podsouvají se pod sebe), čímž se tyto sedimenty bohaté na uhlík recyklují do zemského pláště. Část tohoto uhlíku se pak uvolňuje při erupcích sopečného oblouku. Ale před objevením se tohoto fytoplanktonu byly vulkanické emise mnohem nižší, protože v subdukujících deskách bylo k dispozici méně uhlíku.
Od rýhování k obloukům: měnící se zdroj emisí
Po miliardy let nebyly dominantním mechanismem pro uvolňování uhlíku vulkanické oblouky. Místo toho to bylo trhání – roztržení kontinentů, jako je východoafrický rift, a tvorba nové kůry na středooceánských hřbetech.
Rifting v podstatě odstraňuje střechu z roztaveného jádra, což umožňuje uvolňování uhlíku přímo do atmosféry. Množství uvolněného uhlíku záviselo na délce a rychlosti trhliny, ale emise zůstaly relativně stabilní, dokud fytoplankton nezměnil rovnici.
Moderní emise: zvýšení o dvě třetiny
Vulkanické oblouky dnes uvolňují o dvě třetiny více uhlíku než před 150 miliony let, a to díky obrovské nádrži na mořském dně vytvořené těmito uhličitanovými skořápkami. I když je tento nárůst významný, je stále menší než množství uhlíku, které fytoplankton ukládá na mořském dně nebo který podléhá subdukci do nitra Země.
Proč je to důležité?
Pochopení tohoto časového měřítka je zásadní, protože osvětluje, jak se vyvíjel klimatický systém Země. Posun od trhlin k sopečným obloukům jako primárnímu zdroji emisí ukazuje, že biologické procesy (evoluce fytoplanktonu) mohou zásadně změnit geologické cykly planetárního měřítka. Vyvolává také otázky, jak mohou budoucí biologické změny ovlivnit emise uhlíku a klimatickou stabilitu.
Studie, kterou vedl Ben Mather z University of Melbourne, zdůrazňuje důležitost podrobného modelování pro pochopení dlouhodobé historie zemského klimatu. Jak zdůrazňuje Alan Collins z University of Adelaide, měnící se složení oceánských sedimentů – poháněné vyvíjejícími se tvory – mělo hluboké důsledky pro planetární uhlíkový cyklus.
Závěrem lze říci, že vliv sopečné činnosti na klima není trvalý; je to dynamický proces formovaný biologickou evolucí a deskovou tektonikou. Vzestup fytoplanktonu zásadně změnil způsob, jakým uhlík koluje kolem Země, a tento posun má dlouhodobé důsledky pro pochopení minulého, současného a budoucího klimatu naší planety.
