Ваше лицо выглядит хорошо. Доверьтесь мне. Но если вы увеличите масштаб и сделаете промежуток времени, вы увидите движущийся пейзаж: изрываются прыщи, образуются кратеры, поры кожи растягиваются и сжимаются вместе, когда вы улыбаетесь и хмуритесь. Точно так же Земля за окном может показаться тихой. Но это потому, что вы смотрите на крошечный кусочек во времени и пространстве. Расширьте свой обзор, и вы увидите сдвиг плит, рябь землетрясений и извержения вулканов вдоль тектонических границ. Мир разрывается, трещит и слезится на части. Ничто не остается прежним.
Связанный контент
- Как вулканы меняют экосистемы
- Предсказание хаоса: новые сенсоры обнаруживают вулканические извержения прежде, чем они произойдут
Чтобы проиллюстрировать эти динамические закономерности, Программа глобального вулканизма Смитсоновского института, размещенная в Национальном музее естественной истории, создала замедленную анимацию землетрясений, извержений и выбросов в мире с 1960 года. На основе первой скомпилированной базы данных датировок выбросов серы до 1978 года анимации показывают, как внешне случайная активность вулканов и землетрясений со временем формирует устойчивые глобальные закономерности. Понимание этих закономерностей дает исследователям понимание того, как эти драматические события переплетаются с внутренней работой нашей планеты.
Землетрясения и вулканы могут вызвать в воображении образы широко распространенного разрушения. Но для тех, кто изучает самые глубокие уголки Земли, таких как Элизабет Коттрелл, исследователь-геолог в Смитсоновском национальном музее естественной истории и директор Глобальной программы по вулканизму, вулканы также являются «окнами во внутреннее пространство». Их деятельность и выбросы дают вкус что внутри, помогает исследователям распутать состав и историю ядра планеты. Это очень важно, потому что мы до сих пор не знаем точно, из чего состоит внутренняя часть нашей планеты. Нам нужно понять внутреннее, если мы хотим распутать глобальный углеродный цикл, химический поток, который влияет на прошлое и будущее нашей планеты.
Мы много знаем об углероде, элементе, который формирует химическую основу жизни, в нашей коре и океанах. Мы знаем гораздо меньше об этом в ядре и мантии Земли. До сих пор оказалось непросто отобрать мантию Земли, которая простирается до 1800 миль ниже поверхности. Это означает, что внутренняя часть Земли играет огромную и таинственную роль в глобальном круговороте углерода. Внутренняя часть содержит, возможно, 90 процентов углерода нашей планеты, связанные в чистых формах, таких как графит или алмазы. Сбор данных об этом неуловимом глубоководном углероде был назван «одной из самых неприятных проблем» в нашем стремлении понять глобальный углеродный цикл.
К счастью, у нас есть вулканы. Как планетный геолог, Коттрелл думает об этих создателях магм как о «системе доставки образцов», которая дает нам возможность заглянуть в ядро планеты. «Землетрясения и извержения - это сердцебиение планеты», - говорит она. Выбросы от этих событий, которые повлияли на глобальный климат, являются дыханием планеты. (Во всем мире вулканы выделяют от 180 до 440 миллионов тонн углекислого газа.) Изучая химию лавы и состав вулканических газов, Коттрелл и другие могут получить представление о том, что находится внутри, например, изучая человеческие отрыжки, чтобы выяснить, что в них происходит. твой желудок
Вулканы изрыгают в основном водяной пар в виде пара, наряду с углекислым газом и небольшим количеством серы (напротив, люди выделяют около 16 процентов кислорода, 4 процента CO2 и 79 процентов азота). Понимание «нормальных» уровней этих выбросов вулканов поможет ученым определить базовый уровень и, следовательно, насколько сильно человеческая деятельность влияет на него. Тем не менее, ограничение этих выбросов - дело сложное. Собирать вулканический газ крайне опасно, поэтому от исследователей приходится лично подходить близко к горячим, находящимся под давлением выбросам. Когда он извергается из мантии, расплавленная лава имеет жаркую температуру от 1000 до 1300 градусов по Цельсию.
Неудивительно, что ученые предпочитают читать газовые подписи в атмосфере, используя спутники из космоса. К сожалению, у этой техники также есть свои проблемы. За последние три столетия антропогенные выбросы из таких источников, как фабричное сельское хозяйство и сжигание ископаемого топлива, резко превысили выбросы вулканов, что означает, что вулканический CO2 теряется в фоновом шуме. В качестве обходного пути ученые используют серу, которую легче измерить из космоса, в качестве заменителя углерода. В последнее десятилетие технологический прогресс также позволил нам отделить некоторые из этих выбросов.
«Глобальный спутниковый мониторинг вулканов изменит наше понимание газовых потоков из недр Земли во внешнюю среду в ближайшее десятилетие», - говорит Коттрелл, который работает вместе с исследователем из Мичиганского университета Саймоном Карном и менеджером данных Эдом Венцке над включением вулканических выбросов в Смитсоновский институт. База данных с 2012 года.
На приведенной выше визуализации вы можете видеть землетрясения и извержения вулканов не просто как отдельные события, но как индикаторы тех областей бешеной активности в земной коре, где плиты толкаются друг против друга и разрываются на части. Ключ шкала времени. Уменьшая масштаб последних 50 лет, вы можете увидеть, что вулканы - это не просто катастрофические всплески, а устойчивый паттерн: живое сердцебиение динамичной планеты. «Когда мы смотрим на длительную шкалу времени, мы видим постоянный импульс планеты», - говорит Коттрелл, который рекомендует смотреть анимацию при включенном звуке, чтобы получить полный эффект. Это «постоянный неумолимый удар, перемежающийся периодами высокой и низкой активности».
Увеличьте масштаб снова, и вы увидите, как вулканы связывают нас всех на очень личном уровне. Каждый раз, когда вы дышите, вы вдыхаете вулканический газ, который быстро смешивается с атмосферой и рассеивается. Зная, когда и где произошли недавние извержения вулканов, вы даже можете определить вулкан, который привнес ваше последнее вдыхание. Теперь это интимно.
Узнайте больше об этом исследовании в Обсерватории Deep Carbon.
