Подъемы и падения уровня моря, которые происходили из-за изменения климата за последние несколько миллионов лет, отразились не рельефе морского дна, образовав подводные долины и хребты. Изучив детали этих процессов, сразу две группы ученых пришли к схожим выводам о том, что ледниковые периоды оказывали активное влияние на извержения подводных вулканов. А поскольку вулканические цепи растянулись примерно на 59 тысяч километров по дну океана, ученые предполагают, что подводные извержения могли выкачивать достаточное количество углекислого газа для изменения температуры на планете.
Подводный вулкан. © W.R. Normak | Wikipedia
Как выяснилось, глубоководные процессы оказывают существенное влияние на долгосрочные климатические циклы. Об этом рассказала ведущий автор одного из исследований, морской геофизик Майя Толстой из исследовательского центра Колумбийского университета — обсерватории по исследованию Земли Ламонт-Доуэрти, действующей в Нью-Йорке. Результаты ее исследования были опубликованы 5 февраля в журнале Geophysical Research Letters.
Новая океаническая кора образуется в подводных вулканических цепях, так называемых хребтах, где магма (расплавленная порода) поднимается и заполняет полости между движущимися тектоническими плитами. Ученые полагают, что по мере того как куски породы отрываются от хребтов, новая кора охлаждается, трескается и оседает на дно, создавая разрывы между линиями вулканов. Эти параллельные вулканические хребты и долины являются одними из наиболее заметных особенностей океанического дна.
Исследование Майи Толстой проводилось на примере хребта Восточно-Тихоокеанского поднятия, на шельфе западной части Южной Америки. Ученые обнаружили связь между ледниковыми циклами и образовавшимися здесь донными волнами, образование которых началось не менее чем 800 тысяч лет назад. Полосы толстой и тонкой коры соответствуют 100-тысячилетним циклам ледникового периода — наиболее значительным периодам похолодания и потепления на Земле. Когда ледники расширились, уровень моря понижался и большее количество лавы вытекало наружу из подводных вулканов. Более тонкая кора соответствует периоду замедления извержений вулканов, что совпадает с периодом повышения уровня моря.
Второе исследование, завершившееся схожими результатами, международная группа ученых проводила в другом регионе Земли — на стыке Австралийской и Антарктической тектонических плит. Свои результаты авторы данного исследования обнародовали в журнале Science.
Ученые установили, что за последний миллион лет при повышении уровня моря вдоль исследуемого ими хребта подводные извержения значительно замедлялись, а когда ледники расширялись, а уровень моря понижался, это приводило к росту вулканической активности. Авторы исследования представили компьютерную модель данных процессов, согласно которой вес воды может изменять скорость выхода расплавленной породы (магмы) на поверхность хребтов.
Отметим, что предыдущие исследования показали, что вулканическая активность на суше также увеличивалась в промежутке между 12000 и 7000 лет назад, когда ледниковые покровы сократилась после завершения очередного ледникового периода. Однако, что касается подводных вулканов, до сих пор ученые предполагали, что их активность относительно устойчива во времени.
Между тем, оба выше упомянутых исследования показывают, что между ледниковыми периодами, изменениями уровня моря и всплесками вулканической активности может существовать сложная обратная связь.
Так, если вулканы активизируются во время ледникового периода, то высвобождаемый ими углекислый газ может согревать Землю и сокращать ледниковые покровы. В этом смысле подводные вулканы существенно не отличаются от своих наземных собратьев, поскольку они высвобождают не меньшее количество диоксида углерода в океан, что неизменно сказывается не атмосфере Земли.