Зразки порід віком 60 мільйонів років, добуті з великої глибини під Південній Атлантикою, прояснили тихий, але потужний кліматичний процес. Величезні масиви зламаної лави на дні океану можуть утримувати вуглекислий газ упродовж геологічних масштабів часу. У дослідженні, проведеному під керівництвом Саутгемптонського університету, науковці проаналізували давні океанічні лави. Результати показали, що пухка, дуже пориста брекчія, яка накопичується на схилах підводних вулканів, перетворюється на довготривале сховище для вуглецю, який переноситься морською водою. Як лавова брекчія захоплює вуглець За словами дослідників, ці відкладення – технічно відомі як вулканічні брекчії – поводяться наче геологічні губки. Упродовж десятків мільйонів років морська вода просочується крізь уламки, запускаючи хімічні реакції, під час яких карбонатні мінерали повільно цементують фрагменти, «замикаючи» вуглець у камені. Провідна авторка дослідження Розалінд Коггон є науковою співробітницею Саутгемптонського університету. «Ми давно знаємо, що ерозія на схилах підводних гір утворює великі обсяги вулканічної брекчії — подібно до осипів на континентальних горах», — зазначила Коггон. «Однак наші бурові роботи вперше дозволили отримати зразки цього матеріалу після того, як він провів десятки мільйонів років, дрейфуючи океанським дном унаслідок розходження тектонічних плит.» «І що найцікавіше, керни показали, що ці пористі, проникні відкладення здатні зберігати великі обсяги CO₂ морської води, оскільки поступово цементуються кальцитними мінералами, що утворюються під час циркуляції води.» Глибокий вуглецевий цикл Повільний обмін вуглецем між надрами Землі, океанами та атмосферою визначає клімат планети впродовж глибокого часу. Серединно-океанічні хребти створюють нову океанічну кору, коли плити розходяться, вивільняючи CO₂ з мантії в океан і атмосферу. Але ця ж кора, коли вона віддаляється від хребта й охолоджується, починає діяти як хімічний фільтр. Морська вода циркулює через тріщини та порожнини, реагує з вулканічними мінералами й утворює карбонати, що «замикають» вуглець у породі. Пробуривши дно Південної Атлантики, команда натрапила на ділянки, де фільтр працював на повну силу. У порівнянні з монолітною лавою, брекчія містила набагато більше карбонатів, що вказує на її підвищену здатність поглинати CO₂. «Океани вимощені вулканічними породами, які утворюються на серединно-океанічних хребтах, коли тектонічні плити розходяться, створюючи нову океанічну кору», — пояснює Коггон. «Ця вулканічна активність вивільняє CO₂ із глибин Землі в океан і атмосферу.» Океанічні басейни — це не просто контейнери. Морська вода протягом мільйонів років циркулює крізь тріщини в охолодженій лаві, реагує з породою, переносить елементи та, зрештою, видаляє CO₂ із води, зберігаючи його у вигляді карбонатів. Лавова брекчія поглинає вуглець краще за тверду породу Монолітний базальт також поглинає вуглець, але робить це повільно — процес обмежений тим, як швидко рідина досягає нових поверхонь. Брекчія ж утворюється тоді, коли круті вулканічні схили обсипаються або коли морські гори руйнуються на товсті шари уламків та попелу. Така структура створює величезну внутрішню поверхню та широкі шляхи для циркуляції морської води. Результат — більше реакцій, більше карбонатів і більше зв’язаного вуглецю. Нові керни підтвердили це чисельно. «Під час буріння ми виявили лавову брекчію, яка містила від двох до сорока разів більше вуглецю, ніж раніше досліджені зразки лави», — зазначила Коггон. «Дослідження показало важливість брекчії, що утворюється внаслідок ерозії морських гір уздовж серединно-океанічних хребтів.» Прихована кліматична роль океанічної кори Науковці давно визнавали океанічну кору поглиначем вуглецю, але не повністю усвідомлювали виняткову ефективність шарів брекчії. Оскільки ці відкладення утворюються всюди, де підводні вулкани ростуть і руйнуються, вони можуть вносити суттєву, недооцінену частку у довгостроковий вуглецевий баланс Землі. Це важливо для реконструкції давніх кліматів, перевірки моделей атмосферного CO₂ та розуміння того, як тверда Земля допомагає стабілізувати клімат упродовж мільйонів років. Водночас це не швидке технологічне рішення для сучасних викидів — процеси тривають неймовірно довго й залежать від руху плит, вивітрювання океанського дна та мінералоутворення. Однак результати уточнюють картину того, як планета природним чином балансувала вуглецеві потоки в минулому. Вони також підкреслюють раніше недооцінене, високої місткості «сховище», куди зрештою потрапляє вуглець. Вікно під хвилями Отримання цих кернів саме по собі було досягненням. Команда пробурила відкладення, що формувалися на давньому серединно-океанічному хребті й відтоді дрейфували басейном разом із мігруючою плитою. Ця подорож і довговічність брекчії надали вченим унікальну лабораторію — цілісний запис взаємодії води та породи, що тривав десятки мільйонів років. Поєднавши геологію морського дна, карбонатну хімію та фізику руху рідин у пористих середовищах, дослідження додає витончену нову частину до пазлу клімату глибокого часу. Лавова брекчія може виглядати хаотичною, але вона надзвичайно ефективно організовується, коли «зачиняє» вуглець у своїй структурі. Дослідження опубліковано в журналі Nature Geoscience.