Vlad Krasen
0 
3380
226
Massive tektoniske kollisjoner i tropene kan ha forårsaket Jordens tre siste store istid.
Før hver av disse istidene bygde nye forskningsfunn, kollisjoner mellom kontinenter og øybuer lange fjellkjeder i de tropiske breddegradene. Disse fjellene kan ha satt scenen for et avkjølende klima: Da de eroderte i havene, ville de ha endret havets kjemi slik at det kunne ha absorbert mer karbon fra atmosfæren. Fordi atmosfæriske karbonfeller oppvarmer, betyr mindre karbon i himmelen til kaldere temperaturer, slik at islag og breer kan dannes.
"Dette kan gi en enkel tektonisk prosess som forklarer hvordan Jorden går inn og ut av isperioder," sa studiens medforfatter Oliver Jagoutz, professor i geologi ved Massachusetts Institute of Technology. [Earth's 8 Biggest Mysteries]
En kort historie med is
I løpet av den phanerozoic epoken, som spenner over de siste 540 millioner årene, har Jorden vært isfri 75 prosent av tiden, selv ved nord- og sørpolene. Men planeten har også sett tre isperioder, eller istider, da det i det minste eksisterte noen permanente isark. Den første var i den sene ordovikanske perioden, for 455 millioner til 440 millioner år siden, da den første kjeve fisken var opptatt med å utvikle seg. Det andre var i Permo-karbonformet, for 335 millioner til 280 millioner år siden, alderen til amfibier og rare pattedyrlignende krypdyr som dimetrodon. Den siste istiden pågår. Det startet for rundt 35 millioner år siden, da de moderne antarktiske islagene først ble dannet.
Mindre glasiale fremskritt, som istiden som endte for rundt 11 700 år siden, er ikke gjenstand for denne studien. Korte fremskritt og tilbaketrekninger av breene har skjedd på grunn av variasjoner i jordens bane som omfordeler solens varme, fortalte Jagoutz. Det forvirrende spørsmålet er hvorfor Jorden har isete perioder, periode.
"Det virker som klimatilstanden jorden liker å være i er varmere enn i dag, og disse isperiodene er uvanlige," sa Jagoutz. "Og hvis de er uvanlige, må det skje noe spesifikt."
Kollisjon og erosjon
Jagoutz og kollegene mener at "noe spesifikt" er dannelsen av fjellkjeder i tropene.
Ved første rødme kan det virke rart at tropiske fjell kan skape en istid. Men atmosfæren, hav og land henger sammen. Kontinental skorpe er høy i silikatmineraler. Når disse silikat-tunge bergartene eroderer og løses opp i havene, gjør de sjøvannet mer alkalisk eller grunnleggende. Karbondioksid fra atmosfæren løses lett opp i dette alkaliske sjøvannet. Jo mer alkalisk det er, jo mer karbon kan havet holde.
For øyeblikket overgår den menneskelige bruken av fossile brensler havets evne til å holde på karbon. I løpet av de siste 200 årene har sjøvann blitt 30 prosent surere. For millioner av år siden kan store fjellbyggingshendelser ha gjort det motsatte, og gjort havet mer alkalisk. Spesielt tropiske fjell ville gjort jobben effektivt. Tropene er våte, så erosjonen skjer raskt, og bergartene som skyves opp av tropiske tektonikker er rike på lett oppløselig magnesium og kalsium..
Ideen om at tropisk erosjon kunne ha påvirket klimaet var ikke ny, men Jagoutz og teamet hans var de første til å samle en database med alle de geologiske registreringene av disse store tektoniske kollisjonene og sammenligne dem med igangsetting av istiden. De fant at over Phanerozoic varierte lengden på aktive kollisjonsområder mellom oseaniske og kontinentale plater - kalt "suturer" - fra null til 18.000 kilometer (30.000 kilometer). Hver av de største istidene ble gitt en topp i lengden på disse aktive kollisjonene i tropene, da suturene var mellom 6144 miles og 18,640 miles (10 000 og 30 000 km) lange.
"Hver gang du hadde en istid, hadde du en økt suturssonelengde i tropene," sa Jagoutz.
Geologisk tid
De geologiske sporene disse eldgamle kollisjonene etterlater seg kalles ophiolitter, som er oseaniske, vulkanske bergarter som ligger på toppen av kontinentale skorpe. Forskerne så ingen av disse ekstreme ophiolitene i tider hvor Jorden ikke var isete. Og det var ophiolitter i tropene, eller regioner med mindre enn 20 grader bredde, som så ut til å ha betydning for å avkjøle planeten.
Det er andre teorier for hvorfor Jorden har isete perioder, sa Jagoutz, nemlig at vulkansk aktivitet varierer og pumper mer eller mindre karbon i atmosfæren. Men dataene om vulkanismens historie stemmer ikke alltid overens med istiden, sa han, og vulkanteorien gir ingen god forklaring på hvorfor istidene bør stoppe så godt som i starten. Den tektoniske forklaringen gjør en god jobb med det: Når de kalsium- og magnesiumrike fjellkjedene enten eroderer fullstendig eller beveger seg ut av tropene via kontinental drift, blekner effekten deres på klimaet, og Jorden vender tilbake til sin typiske, milde tilstand.
Jagoutz og kollegene hans har søkt om et stipend fra National Science Foundation for å undersøke teorien ytterligere. Uansett om det er riktig eller galt, vil tropiske fjell ikke redde menneskeheten fra menneskeskapte klimaendringer snart. Denne fjellbyggingsprosessen skjer over millioner av år, sa Jagoutz, og har lite å gjøre med den type variasjoner som avgjør om Miami for eksempel er beboelig eller oversvømmet av stigende hav. Noen forskere har imidlertid fundert på geoengineeringsordninger som ville kverne ned kalsium- eller magnesiumrike bergarter og spre dem i de tropiske havene, sa han, eller injisere karbondioksid i lignende bergarter.
"Folk vil bruke denne naturlig forekommende prosessen for å hjelpe med menneskeskapte klimaendringer, [men [det er mange problemer med ham, som hvordan får du denne prosessen til å gå på en tidsplan som er relevant for mennesker?" Sa Jagoutz. "Det er veldig vanskelig."
Forskningen vises i dag (14. mars) i tidsskriftet Science.
- 7 måter Jorden endrer seg i et øyeknip
- Earth Quiz: Mysteries of the Blue Marble
- Infographic: Høyeste fjell til dypeste havgrøft
Opprinnelig publisert på .