지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요?

지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요? 마리아나 제도의 해저에 샴페인 환기구에서 나오는 방울. 현장에서 배출되는 유체에는 용해 된 이산화탄소가 함유되어 있습니다. NOAA 오션 탐색기

인간이 유발 한 기후 변화에 대한 관심이 커짐에 따라 많은 과학자들은 지구의 역사를 통해 오늘날 발생하는 변화를 밝힐 수있는 사건을 되돌아보고 있습니다. 과거 행성의 기후 시스템이 어떻게 변했는지 분석하면 미래에 행성의 기후 시스템이 어떻게 변할 수 있는지에 대한 이해가 향상됩니다.

이 연구들로부터 급격한 온난화 현상이 지구 기후 시스템에 내장 된. 지구 표면의 탄소 저장에 방해가되면 온실 가스가 대기 중으로 방출 될 때 발생했습니다. 에 대한 큰 도전 중 하나 나를 좋아하는 기후 과학자들 인간이 출현하기 전에이 방출이 어디서 왔는지, 그리고 그 원인이 무엇인지 결정하는 것입니다. 중요한 것은, 우리는 그러한 사건이 다시 발생할 수 있는지 알고 싶다.

최근 발표 된 연구에서 제 동료 케이티하라 진, 나딘 쿠 룹스 스키 마지막 빙하 시대가 끝나고 20,000 년 전에 이산화탄소가 발견되었습니다. 지질 연못에서 바다로 방출 됨 바다가 따뜻해지기 시작했을 때 해저에 위치해 있었다.

이 발견은 잠재적 인 게임 체인저입니다. 현대 해양에서 자연적으로 발생하는 탄소 저장고는 지구의 해양과 기후에 잠재적으로 심각한 영향을 끼치면서 다시 교란 될 수 있습니다.

지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요? 지구는 과거 800,000 년 동안 빙하기 (저점)와 따뜻한 간빙기 사이를 순환했다. 그러나 현재의 기후 온난화는 과거의 온난화 사건보다 훨씬 빠르게 발생합니다. NASA

과거는 프롤로그입니다.

지질 탄소 방출로 인한 급속 온난화의 가장 잘 알려진 사례 중 하나는 팔레오세 - 신세계 열 최대, 또는 XMUMX 만 년 전에 일어난 주요 지구 온난화 사건 인 PETM. PETM 동안 지구는 약 55 년 이내에 9에 의해 16도 (5에서 9까지)까지 따뜻해졌습니다.

기후 과학자들은 현재 PETM이 오늘 일어나는 환경 변화를위한 아날로그. PETM은 오랜 기간에 걸쳐 인간의 개입없이 발생했지만, 지질 저장조의 탄소가 급속하게 배출되면 기후 시스템에 내재 된 불안정성이 있음을 보여줍니다.


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과학자들은 또한 대기 중 이산화탄소 농도가 홍적기 후기의 각 얼음 연령기후를 따뜻하게하는 데 도움이됩니다. 가장 최근의 지구 온난화 에피소드 17,000 년 전, 지구는 9에 의해 화씨 13 (5 ~ 7 섭씨)로 지구 온난화되었습니다.

Paleocene-Eocene Thermal Maximum은 열대 우림이 북극으로 북극까지 확장 된 극적으로 지구를 따뜻하게했습니다.

그러나 수많은 과학 연구들이 각 빙하기가 끝난 급격한 이산화탄소 증가를 일으킨 원인을 밝히는데 실패했습니다. 연구자들은 해양이 커다란 탄소 축전기 역할을하기 때문에 관련이 있어야한다는 것에 동의합니다. 대기 중에 존재하는 탄소의 양을 조절. 그러나 그들은 갑작스런 기후 변화 동안 해양의 탄소 양에 어떤 영향을 미치는지 이해하기위한 단서를 찾고 있습니다.

해저에있는 호수

지난 20 년 동안 해양 과학자들은 해저에 축적 된 액체 및 고체 이산화탄소의 저수지와 활성탄 가장자리의 암석 및 퇴적물 내에있는 것을 발견했습니다 열수 분출구. 이 지역에서 지구의 화산 마그마는 과열 된 물을 만나 지구의 지각의 틈을 통해 필터링하여 이산화탄소가 풍부한 체액을 생성하여 지표면으로 위쪽으로 이동합니다.

이 유체의 깃털이 차가운 바닷물과 만나면 이산화탄소는 수화물이라는 형태로 응고 될 수 있습니다. 수화물은 암석과 퇴적물 내에서 이산화탄소를 포획하여 바다로 들어가는 것을 막아주는 캡을 형성합니다. 그러나 대략 48 ° F (섭씨 9) 이상의 온도에서는 수화물이 녹아 부유하는 액체 또는 기체 이산화탄소가 바로 위에있는 물에 방출됩니다.

과학자들은 대만의 서부 태평양 지역과 대만의 서부 태평양 지역에서 액체와 수산화 이산화탄소 저수지를 문서화했다. 에게 해. 해양 온도가 따뜻하고 압력이 낮은 얕은 바다에서는 연구원들이 순수한 이산화탄소 가스로서 퇴적물에서 직접 유출 바다 표면으로 올라간다.

지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요? 거의 순수한 이산화탄소 거품은 서태평양 열대성 태평양에서 활발한 열수 시스템을 덮는 퇴적물에서 발생합니다. Roy Price의 사진, Jan Amend의 호의, CC의 BY-ND

기후 와일드 카드

이러한 발견은 과학자들의 해양 탄소 시스템에 대한 이해를 변화시키고 있습니다. 기후 과학자들은 이러한 탄소 배출원의 크기와 분포에 대해 알려진 바가 없기 때문에 미래 온난화의 잠재적 영향을 조사하는 현재 모델에 심해 탄소 저장고를 포함하지 않았다.

사실, 현재이 저수지에서 얼마나 많은 양의 이산화탄소가 현재 바다로 배출되고 있는지를 문서화 한 자료는 사실상 없습니다. 이것은 지질 학적 역사를 결정적으로 중요하게 만든다 : 그것은 저수지가 방해받을 때 방대한 양의 탄소를 방출 할 수있는 능력을 가지고 있음을 확인시켜 준다.

비슷한 탄소 저장고도 육상 환경에서 확인되었습니다. 1979에서는 인도네시아의 Dieng 화산 질식사 한 142 명 거의 순수한 이산화탄소를 방출했을 때. 카메룬의 Nyos 호수 바닥에있는 이산화탄소 저장소 인 1986 분화1,700 지역 주민과 수백 마리의 동물을 죽였다.

지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요? 암소는 1986 호수 Nyos 분화에서 이산화탄소에 의해 질식. USGS / Jack Lockwood

이산화탄소는 지구의 지각을 통해 마그마가 상승하고 얕은 깊이에 포장 마차가있는 캘리포니아의 맘모스 마운틴 주변에서도 배출됩니다. 토양에 고농도의 이산화탄소가있다. 100 에이커 이상의 나무를 죽였다.. 과학자들은 식별하고 특성화하기 위해 노력하고 있습니다. 육지에있는 다른 사이트들 그러한 릴리스가 발생할 수 있습니다.

해양 저수지에 저장된 이산화탄소를 정량화하는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 해저의 광대 한 지역에는 활발한 화산 활동과 열수 배출이 존재하지만 과학자들은 주위의 암석 및 퇴적물에 얼마나 많은 이산화탄소가 축적되어 있는지에 대해 거의 알지 못합니다. 저의 견해로는 이산화탄소가 축적 될 가능성이있는 해양 환경을 연구하고 불안정한 상태에 얼마나 취약한지를 평가할 긴급한 필요성이 있습니다.

온난화 대양, 위험 증가

이것은 연기해야하는 노력이 아닙니다. 지구의 해양은 빠르게 온난화되고 있으며, 기후 모델은 극지방에서 가장 빨리 따뜻해질 것으로 예측합니다. 표면에서 온난 해역을 아래쪽으로 옮기다..

이 따뜻한 바닷물이 바다의 내부로 가라 앉으면 이산화탄소 저장소가 형성 될 수있는 곳으로 과도한 열을 운반합니다. 그 따뜻한 물은 궁극적으로 액체 이산화탄소를 갇힌 수화물 물개를 불안정하게 만들 것입니다.

지구가 과열되면 깊은 바다 탄소 저장고 - 다시 일어날 수 있을까요? 열 염분 순환이라고하는 매우 크고 느린 전류는 온난 한 물을 지구의 극지방으로 운반하여 지구의 극지방으로 식도록 냉각시킵니다. GRID-Arendal을 경유 한 Maphoto / Riccardo Pravettoni, CC의 BY-ND

하나의 저수지가 서쪽 태평양 서부의 오키나와 물마루 동지나해에서. 이 위치의 바닥 수역의 온도는 37에서 39까지이며 (3에서 4까지), 수화물 캡은 융점의 4-5 섭씨 온도 이내입니다.

중요하게는 온난 한 열수 유체가 이산화탄소 저장소 아래에서 표면을 향해 상승하고 있습니다. 대양이 계속해서 따뜻해지면서 찬 바다와 따뜻한 열수 유체의 온도차가 줄어들 것입니다. 이것은 수화물이 더 이상 액체 이산화탄소가 빠져 나가지 않게하는 지점까지 얇게 만듭니다.

지금까지이 해양 이산화탄소 저장소가 상승하는 해수 온도에 취약한지를 평가하는 연구는 없었다. 그러나 지구의 역사적 기록은 지질 연못이 불안정해질 수 있음을 분명히 보여줍니다. 그리고 그것이있을 때 대기의 이산화탄소와 지구 온난화가 급격히 증가합니다. 내 생각에, 이것은 무시할 수없는 중요한 알려지지 않은 위험을 나타냅니다.대화

저자에 관하여

Lowell D. Stott, 교수, 남 캘리포니아 대학 - Dornsife 문예 대학

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