Ένα βασικό γεωλογικό στοιχείο για μια παγκόσμια διαταραχή στον αρχαίο κύκλο άνθρακα της Γης μπορεί να έχει μια πιο τοπική προέλευση.
O χημικός μετασχηματισμός της Γης
Πριν από περίπου 2,5 έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη υπέστη τον μεγαλύτερο χημικό μετασχηματισμό που είναι γνωστός από την ιστορία της επιφάνειάς της, καθώς το οξυγόνο συσσωρεύτηκε στην ατμόσφαιρα. Αυτή η μετατόπιση τελικά βοήθησε στη δημιουργία συνθηκών για πολύπλοκους οργανισμούς όπως τα φυτά και τα ζώα, οι οποίοι εμφανίστηκαν πριν από περίπου μισό δισεκατομμύριο χρόνια.
Κατά τη διάρκεια αυτής της πρώιμης αύξησης του οξυγόνου, τεράστιες ποσότητες μικροβιακού υλικού θάφτηκαν κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας, παγιδεύοντας άνθρακα σε βράχους με μια ασυνήθιστη ισοτοπική υπογραφή. Αυτό το σήμα έχει συχνά ερμηνευτεί ως απόδειξη ότι ο κύκλος άνθρακα της Γης διαταράχθηκε σε παγκόσμια κλίμακα.
Πολλά από τα στοιχεία για ένα τέτοιο παγκόσμιο γεγονός προέρχονται από πυρήνες γεωτρήσεων, μακριούς κυλίνδρους βράχου που εξήχθησαν από κάτω από την επιφάνεια, που ελήφθησαν από αρχαίες αποθέσεις πυθμένα στην Καρελία της Ρωσίας και τη λεκάνη Francevillian της Γκαμπόν. Η έρευνα με επικεφαλής επιστήμονες του Caltech αμφισβητεί τώρα μέρος αυτής της ερμηνείας, δείχνοντας ότι το ρωσικό αρχείο μπορεί αντ' αυτού να αντικατοπτρίζει διεργασίες που λειτουργούν μέσα σε μια ιζηματογενή λεκάνη.
«Μια σημαντική συζήτηση επικεντρώνεται σε ένα ασυνήθιστο σήμα ισοτόπου άνθρακα που έχει συχνά ερμηνευτεί ως απόδειξη μιας παγκόσμιας περιβαλλοντικής αλλαγής», λέει η Nivedita Thiagarajan (PhD '12), ανώτερη επιστημονική ερευνήτρια στο Caltech που εργάζεται στο εργαστήριο του John Eiler, καθηγητή Γεωλογίας και Γεωχημείας Robert P. Sharp και Ted και Ginger Jenkins, Πρόεδρο Ηγεσίας του Τμήματος Γεωλογικών και Πλανητικών Επιστημών.
«Μελετήσαμε αέρια παγιδευμένα σε μικροσκοπικούς θύλακες μέσα σε βράχους από τον Σχηματισμό Zaonega στην Καρελία της Ρωσίας, ένα από τα παλαιότερα γνωστά πεδία ορυκτών πετρελαίου στον κόσμο, και διαπιστώσαμε ότι το σήμα ισοτόπου άνθρακα σε αυτήν την κρίσιμη τοποθεσία μπορεί να εξηγηθεί από τοπικά φαινόμενα που συνέβησαν σε μια ιζηματογενή λεκάνη αρκετών εκατοντάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων και όχι σε ολόκληρο τον κόσμο».
Ένα παγκόσμιο σήμα τίθεται υπό αμφισβήτηση
Ο άνθρακας υπάρχει σε βαρύτερες και ελαφρύτερες ισοτοπικές μορφές και οι αναλογίες που διατηρούνται στην αρχαία βιομάζα μπορούν να παρέχουν ενδείξεις για την προέλευση αυτού του άνθρακα. Οι αναλογίες μεταξύ αυτών των ισοτόπων (ή σημάτων άνθρακα-ισοτόπου) στους πυρήνες γεωτρήσεων παρέχουν επομένως μια καταγραφή της περιβαλλοντικής αλλαγής σε βάθος χρόνου, κάπως σαν τις πληροφορίες που διατηρούνται στους δακτυλίους των δέντρων. Μια ασυνήθιστη υπογραφή άνθρακα που εντοπίστηκε στον σχηματισμό Zaonega και σε βράχους από τη Γκαμπόν ονομάζεται συμβάν Shunga-Francevillian. Οι ερευνητές το χρησιμοποίησαν ως απόδειξη ότι ο κύκλος άνθρακα της Γης υπέστη μια παγκόσμια διαταραχή πριν από περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Η Γη, κατά κάποιο τρόπο, τρελάθηκε κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος όταν εμφανίστηκε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Αυτό που προσπαθούμε να αξιολογήσουμε είναι οι αιτίες και οι συνέπειες της οξυγόνωσης της Γης», εξηγεί ο Aivo Lepland, ερευνητής στη Γεωλογική Υπηρεσία της Νορβηγίας (NGU) στο Τρόντχαϊμ και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αυτές οι πληροφορίες αρχειοθετούνται στα πετρώματα, επομένως, για να μελετήσει κανείς τι συνέβη, πρέπει να μελετήσει τα πετρώματα».
Η θέρμανση του μάγματος θα μπορούσε να εξηγήσει την ανωμαλία
Όταν οι ερευνητές συνδύασαν αυτές τις παρατηρήσεις, προέκυψε μια διαφορετική εξήγηση για τις ασυνήθιστες ισοτοπικές υπογραφές. Προτείνουν ότι ένα φύλλο μάγματος ωθήθηκε σε στρώματα θαλάσσιων ιζημάτων στον Σχηματισμό Zaonega ενώ τα ιζήματα ήταν θαμμένα κάτω από έναν προϊστορικό ωκεανό. Η θερμότητα από το μάγμα άλλαξε τα πλούσια σε οργανικά ιζήματα και δημιούργησε υδρογονάνθρακες, συμπεριλαμβανομένου του μεθανίου και του προπανίου.
Αυτές οι ενώσεις στη συνέχεια κινήθηκαν προς τα πάνω προς τον πυθμένα της θάλασσας, όπου μικρόβια που καταναλώνουν μεθάνιο τις χρησιμοποίησαν και παρήγαγαν βιομάζα που έφερε μια ελαφριά υπογραφή ισοτόπου άνθρακα. Οι μετρήσεις αποκάλυψαν επίσης μια μεγάλη θερμοκρασιακή διαβάθμιση, από περίπου 350 βαθμούς Κελσίου δίπλα στην διείσδυση μάγματος έως περίπου 72 βαθμούς Κελσίου σε μια αρχαία διαρροή ασφάλτου στον πυθμένα της θάλασσας, περίπου 300 μέτρα ψηλότερα.
«Αυτή η αλυσίδα γεωλογικών και βιολογικών διεργασιών μπορεί να εξηγήσει το ασυνήθιστο σήμα ισοτόπου άνθρακα που καταγράφηκε στον σχηματισμό Zaonega», λέει ο Thiagarajan. «Ήταν ενδιαφέρον να δούμε ότι μερικές από τις ίδιες υπογραφές που παρατηρούμε στο σύγχρονο πετρέλαιο... και λεκάνες αερίου υπάρχουν επίσης εκεί και διατηρούνται σε δείγματα 2 δισεκατομμυρίων ετών. Τα στοιχεία ευνοούν μια τοπική αιτία
Οι ερευνητές δεν μπορούν να αποκλείσουν εντελώς τις συνεισφορές από άλλες διεργασίες. Ωστόσο, οι μετρήσεις τους δείχνουν ότι η ανωμαλία ισοτόπου άνθρακα στο Zaonega προκλήθηκε κυρίως από γεγονότα εντός της τοπικής λεκάνης και όχι από μια αλλαγή που επηρεάζει ολόκληρο τον πλανήτη.
Η Γκαμπόν θα παράσχει μια κρίσιμη δοκιμή
Η επόμενη δοκιμή θα προέλθει από τη Γκαμπόν, όπου τα πετρώματα καταγράφουν μια παρόμοια ισοτοπική ανωμαλία. Οι ερευνητές σχεδιάζουν να αναλύσουν δείγματα που συλλέχθηκαν μέσω του έργου GOE-DEEP, το οποίο συγχρηματοδοτείται από το Διεθνές Πρόγραμμα Ηπειρωτικών Επιστημονικών Γεωτρήσεων, για να προσδιορίσουν εάν συγκρίσιμες τοπικές διεργασίες μπορούν να εξηγήσουν το σήμα και εκεί. Ο Lepland πέρασε τέσσερις μήνες στη Γκαμπόν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2025 συντονίζοντας την προσπάθεια γεώτρησης.
Οι πυρήνες που προέκυψαν έφτασαν στο NGU τον Φεβρουάριο και έχει προγραμματιστεί να ληφθούν δείγματα αργότερα φέτος από μια διεθνή ερευνητική ομάδα που εκπροσωπεί 18 χώρες.
«Τώρα μπορούμε πραγματικά να συνδυάσουμε τα πράγματα κάνοντας μια παρόμοια μελέτη στα πετρώματα της Γκαμπόν για να συγκρίνουμε «οι δύο τοποθεσίες», λέει ο Λέπλαντ. «Έτσι προχωρά η επιστήμη».
www.worldenergynews.gr
