Kasvosi näyttävät hyvältä. Luota minuun. Mutta jos zoomaat ja otat ajan myötä, näet maiseman liikkeessä: sikot purkautuvat, huokoskraattorit muodostuvat, ihon harjut venyvät toisistaan ja rypistyvät yhteen hymyillen ja paheksuttaen. Samoin ikkunasi ulkopuolella oleva maa saattaa näyttää hiljaiselta. Mutta se johtuu siitä, että tarkastellaan pientä viipaletta ajassa ja tilassa. Laajenna näkymääsi ja näet lautasten siirtyvän, maanjäristykset aaltoilevat ja tulivuoret purkautuvat pitkin tektonisia rajoja. Maailma napsahtaa, räpyy ja kyyneleitä. Mikään ei pysy ennallaan.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka tulivuoret muuttavat ekosysteemejä
- Ennustava kaaos: Uudet anturit haistavat tulivuorenpurkaukset ennen niiden tapahtumista
Näiden dynaamisten kuvioiden havainnollistamiseksi kansallisessa luonnonhistoriallisessa museossa järjestetyssä Smithsonian Institutionin globaalissa vulkanismiohjelmassa on luotu aikakauden animaatio maailman maanjäristyksistä, purkauksista ja päästöistä vuodesta 1960 lähtien. Piirustus ensimmäisestä kootusta tietokannasta rikkipäästöille vuoteen 1978, animaatiot osoittavat, kuinka tulivuorten ja maanjäristysten näennäisen satunnainen toiminta muodostaa ajan myötä yhdenmukaiset globaalit kuviot. Näiden kuvioiden ymmärtäminen antaa tutkijoille käsityksen siitä, kuinka nämä dramaattiset tapahtumat kietoutuvat planeettamme sisäiseen toimintaan.
Maanjäristykset ja tulivuoret voivat loihtia kuvia laajalle levinneestä tuhoutumisesta. Mutta niille, jotka tutkivat maapallon syvimpiä ulottuvuuksia, kuten Elizabeth Cottrell, Smithsonianin kansallisen luonnontieteellisen museon tutkimusgeologi ja globaalin vulkanismin ohjelman johtaja, tulivuoret ovat myös ”ikkunoita sisätiloihin”. Heidän aktiivisuutensa ja päästönsä tarjoavat maun mikä on sisällä, auttaa tutkijoita purkamaan planeetan ytimen koostumus ja historia. Se on ratkaisevan tärkeää, koska emme vieläkään tiedä tarkalleen, mistä planeettamme sisällä on tehty. Meidän on ymmärrettävä sisätilat, jos haluamme erottaa maailman hiilisyklin, kemiallisen vuon, joka vaikuttaa planeettamme menneisyyteen ja tulevaisuuteen.
Tiedämme paljon hiilestä, elementistä, joka muodostaa elämän kemiallisen selkärangan, kuoressamme ja valtameressä. Tiedämme siitä paljon vähemmän Maan ytimessä ja vaipassa. Tähän mennessä on osoittautunut haastavaksi ottaa näytteitä maapallon vaipasta, joka ulottuu jopa 1800 mailia pinnan alapuolelle. Tämä tarkoittaa, että Maan sisustuksella on valtava ja salaperäinen rooli globaalissa hiilikierrossa. Sisustus sisältää ehkä 90 prosenttia planeettamme hiilestä, sitoutuneena puhtaisiin muotoihin, kuten grafiittia tai timantteja. Tämän vaikean syvän maapallon hiilen liikkeiden puhdistamista on kutsuttu ”yhdeksi vakavaimmista ongelmista” pyrkimyksessämme ymmärtää globaalia hiilisykliä.
Onneksi meillä on tulivuoria. Planeettageologina Cottrell ajattelee näitä magmanvalmistajia "näytteenjakelujärjestelmänä", joka antaa meille kurkistaa planeetan ytimeen. "Maanjäristykset ja purkaukset ovat planeetan syke", hän sanoo. Näiden tapahtumien päästöt, jotka ovat vaikuttaneet maailmanlaajuiseen ilmastoon, ovat planeetan hengitys. (Maailmanlaajuisesti tulivuoret vapauttavat noin 180 - 440 miljoonaa tonnia hiilidioksidia.) Tutkimalla laavan kemiaa ja vulkaanisten kaasujen meikkiä, Cottrell ja muut voivat saada käsityksen siitä, mikä piilee - esimerkiksi tutkimalla ihmisen burpsia selvittääksesi mitä on vatsasi.
Tulivuoret karkaavat pääosin vesihöyryä höyryn muodossa yhdessä hiilidioksidin ja jonkin rikin kanssa (sen sijaan ihmiset hengittävät noin 16 prosenttia happea, 4 prosenttia hiilidioksidia ja 79 prosenttia typpeä). Näiden tulivuoren päästöjen “normaalien” tasojen ymmärtäminen auttaisi tutkijoita määrittämään, mikä on perustaso ja siten kuinka voimakkaasti ihmisen toiminta vaikuttaa siihen. Näiden päästöjen vähentäminen on kuitenkin hankalaa liiketoimintaa. Tulivuoren kaasun kerääminen on suorastaan vaarallista, ja se vaatii tutkijoita pääsemään lähelle ja henkilökohtaisesti kuumiin, paineistettuihin päästöihin. Sulan laava on purkautuessa vaipasta, jonka lämpötila on 1000-1300 celsiusastetta.
Ei ihme, että tutkijat mieluummin lukevat kaasun allekirjoituksia ilmakehässä käyttämällä satelliitteja avaruudesta. Valitettavasti tällä tekniikalla on myös ongelmia. Viimeisen kolmen vuosisadan aikana ihmislähteiden päästöt lähteistä, kuten tehdasviljelystä ja fossiilisten polttoaineiden polttamisesta, ovat dramaattisesti ohittaneet tulivuorten päästöt - tarkoittaen, että tulivuoren hiilidioksidi katoaa taustamelusta. Kiertotapana tutkijat käyttävät rikkiä, jota on helpompi mitata avaruudesta, hiilen välityspalvelimena. Viime vuosikymmenen aikana tekniikan kehitys on myös antanut meille mahdollisuuden kiusata erilleen näistä päästöistä.
"Vulkaanien maailmanlaajuinen satelliittiseuranta muuttaa ymmärrystämme kaasuvirtauksista maan sisäpuolelta tulevalle vuosikymmenelle", sanoo Cottrell, joka on työskennellyt yhdessä Michigan Tech-tutkijan Simon Carnin ja tietopäällikön Ed Venzken kanssa sisällyttääkseen tulivuoren päästöt Smithsonianiin. tietokanta vuodesta 2012.
Yllä olevassa visualisoinnissa voit nähdä maanjäristykset ja tulivuorenpurkaukset paitsi yksittäisinä tapahtumina, vaan osoittimina maapallon kuoren hölynpölyisistä aktiviteettialueista, joissa levyt työntyvät toisiaan vastaan ja ovat revittyinä. Avain on aikataulu. Lähennettäessä viimeisen 50 vuoden ajan voit nähdä, että tulivuoret eivät ole pelkästään katastrofaalisia häipymiä, vaan tasaista mallia: dynaamisen planeetan elävä syke. "Kun katsomme pitkää aikataulua, näemme planeetan jatkuvan pulssin", sanoo Cottrell, joka suosittelee animaation katsomista äänellä, jotta saat täyden vaikutuksen. Se on "jatkuva säälimätön tahti, jonka keskeyttää korkean ja matalan aktiivisuuden jaksot".
Lähennä uudelleen ja näet kuinka tulivuoret yhdistävät meidät kaikki hyvin henkilökohtaisella tasolla. Joka kerta kun hengität, hengität vulkaanista kaasua, joka sekoittuu nopeasti ilmakehään ja hajottaa. Kun tiedät milloin ja missä viimeaikaisia tulivuorenpurkauksia on tapahtunut, voit jopa määrittää tulivuoren, joka maisti viimeistä hengityksesi. Nyt se on intiimi.
Lisätietoja tästä tutkimuksesta ja muusta Deep Carbon Observatoryssa.
