Većina ugljičnog dioksida i drugih plinova koje emitiraju vulkani stvoreni su organskim rezervama formiranim prije stotine milijuna godina, što ukazuje na duboku povezanost između evolucije života na Zemlji i geoloških procesa u njenoj unutrašnjosti, navodi se u članku objavljenom u časopisu Science.
„Ovo otkriće tjera nas da razmišljamo o potpunom preispitivanju cjelokupne povijesti evolucije života. Naša opažanja pokazuju da su sve procjene razine kisika u Zemljinoj atmosferi u dalekoj prošlosti možda potpuno netočne, jer bi vulkanske emisije CO2 mogle radikalno promijeniti izotopski sastav vapnenačkih naslaga na kojima su izmjerene “, objašnjava Marie Edmonds iz Cambridgea Sveučilište (UK).
Na Zemlji, kako objašnjavaju znanstvenici, postoji svojevrsni "ciklus ugljika". Ogromne količine ovog elementa stalno se zakopavaju na dnu Zemljinog okeana, gdje se slažu s ostacima životinja i biljaka, a manje velike količine CO2 ulaze u atmosferu zajedno s vulkanskim emisijama i drugim manifestacijama geoloških aktivnosti.
Prije početka antropocena, "čovjekove ere", ti su procesi bili jedan od glavnih provodnika Zemljine klime, budući da su utvrđivali povećava li se koncentracija CO2 u atmosferi ili opada. U dalekoj prošlosti, neravnoteža ugljičnog "gubitka" i "dobitaka" povezana s povećanom vulkanskom aktivnošću ili ispuštanjem organskih stijena na površinu, već je uzrokovala masovna izumiranja i jednom je lišila planetu sve njegove rezerve kisika.
Edmonds i njezini kolege otkrili su da je ta povezanost između evolucije života, ugljikovog ciklusa i vulkana zapravo mnogo dublja nego što geolozi pretpostavljaju, proučavajući kemijski i izotopski sastav erupcija oko 80 vulkana sa cijele Zemlje.
Kao što znanstvenici napominju, geolozi već duže vrijeme primjećuju da sastav plinova i magme koji emitiraju različiti vulkani može biti vrlo različit, što je bilo povezano s razlikama u mineralnom i izotopskom sastavu u onim dubokim predjelima plašta, odakle se lava preselila na površinu planeta.
Nakon analize koncentracije izotopa helija i ugljika u emisijama ovih vulkana, znanstvenici su primijetili nešto neobično - njihov udio ovisio je o regiji Zemlje u kojoj su se nalazila ta žarišta geološke aktivnosti. Na primjer, ugljični dioksid koji emitiraju kontinentalni vulkani sadržavao je mnogo više "teškog" ugljika-13 i manje "lakog" helija-3 nego izbacivanje iz okeanskih vulkana.
Razlog tome, kako znanstvenici napominju, bio je skriven u dalekoj geološkoj prošlosti, a bio je povezan s tragovima života koji su postojali na Zemlji prije stotine milijuna godina. Činjenica je da značajan udio vulkanske emisije ugljičnog dioksida nastaje ne plaštom, već organskim naslagama koje se kreću prema plaštu zajedno sa zemljinom kori, a ne rezervama anorganskog ugljika koji postoje u utrobi planete od njegovog nastanka.
Promotivni video:
Takvo otkriće postalo je veliko iznenađenje i problem geolozima, budući da su ranije znanstvenici vjerovali da su udjeli ugljikovih izotopa u vulkanskim emisijama konstantne vrijednosti koje se jedva mijenjaju tijekom čitavog postojanja Zemlje. Znanstvenici su koristili ovo svojstvo vulkanske emisije kako bi procijenili količinu kisika u Zemljinoj atmosferi u dalekoj prošlosti i procijenili kako su se ekološki uvjeti na planeti mijenjali u različitim epohama.
Prema tome, kretanje kontinenata, njihova spajanja i raspada trebali su u velikoj mjeri izmijeniti udio izotopa CO2 u vulkanskim emisijama, atmosferi i sedimentnim stijenama formiranim od ostataka živih bića. To sve uvelike otežava obnovu slike o tome kako se život razvijao na Zemlji, ali istodobno ukazuje na tijesnu povezanost između njegove evolucije i ponašanja vulkana, zaključuju autori članka.