Ansiktet ditt ser fint ut. Stol på meg. Men hvis du zoomer inn og tar en tidsperiode, vil du se et landskap i bevegelse: siter sprenger ut, porekrater dannes, rygger på hud som strekker seg fra hverandre og klemmer sammen mens du smiler og rynker. På samme måte kan jorden utenfor vinduet ditt virke stille. Men det er fordi du ser på en liten skive i tid og rom. Utvid utsikten, så ser du plater skifte, jordskjelv krusning og vulkaner bryter ut langs tektoniske grenser. Verden knipser, knitrer og tårer under. Ingenting forblir det samme.
Relatert innhold
- Hvordan vulkaner omformer økosystemer
- Å spå kaos: Nye sensorer snuser ut vulkanutbrudd før de skjer
For å illustrere disse dynamiske mønstrene har Smithsonian Institution's Global Volcanism Program, som er arrangert i National Museum of Natural History, laget en tidsperiode-animasjon av verdens jordskjelv, utbrudd og utslipp siden 1960. Tegning fra den første kompilerte databasen for svovelutslipp dateres til 1978 viser animasjonene hvordan den tilsynelatende tilfeldige aktiviteten til vulkaner og jordskjelv danner konsistente globale mønstre over tid. Å forstå disse mønstrene gir forskere innsikt i hvordan disse dramatiske hendelsene er sammenflettet med den indre virkningen av planeten vår.
Jordskjelv og vulkaner kan trylle frem bilder av utbredt ødeleggelse. Men for de som studerer jordas dypeste rekkevidde, som Elizabeth Cottrell, forskningsgeolog ved Smithsonians National Museum of Natural History og direktør for Global Volcanism Program, er vulkaner også "vinduer mot interiøret." Aktiviteten og utslippene gir en smak av hva som er inne, og hjelper forskere med å løsrive sammensetningen og historien til planetens kjerne. Det er avgjørende, fordi vi fremdeles ikke vet nøyaktig hva innsiden av planeten vår er laget av. Vi må forstå interiøret hvis vi skal skille ut den globale karbonsyklusen, den kjemiske fluksen som påvirker planeten vår fortid og fremtid.
Vi vet mye om karbon, elementet som danner den kjemiske ryggraden i livet, i skorpen og havene våre. Vi vet langt mindre om det i jordas kjerne og mantel. Det har så langt vist seg utfordrende å prøve jordens mantel, som strekker seg opptil 1 800 mil under overflaten. Dette betyr at jordas indre spiller en enorm - og mystisk - rolle i den globale karbonsyklusen. Interiøret inneholder kanskje 90 prosent av planeten vår karbon, bundet opp i rene former som grafitt eller diamanter. Å skjule bevegelsene til dette unnvikende karbonet fra dypt jord er blitt kalt "et av de mest irriterende problemene" i vår søken etter å forstå den globale karbonsyklusen.
Heldigvis har vi vulkaner. Som en planetarisk geolog, tenker Cottrell på disse magmaprodusentene som et "prøveleveringssystem" som gir oss en titt inn i planetens kjerne. "Jordskjelv og utbrudd er hjerteslaget til planeten, " sier hun. Utslippene fra disse hendelsene, som har påvirket det globale klimaet, er planetens respirasjon. (På verdensbasis slipper vulkaner ut 180 til 440 millioner tonn karbondioksid.) Ved å studere kjemien til lava og lage vulkangasser, kan Cottrell og andre få et inntrykk av hva som ligger innenfor - som å studere menneskelige burps for å finne ut hva som er i magen.
Vulkaner skvetter ut stort sett vanndamp i form av damp, sammen med karbondioksid og litt svovel (derimot puster mennesker ut rundt 16 prosent oksygen, 4 prosent CO2 og 79 prosent nitrogen). Å forstå de "normale" nivåene av disse vulkanutslippene vil hjelpe forskere å bestemme hva grunnlinjen er - og dermed hvor drastisk menneskelig aktivitet påvirker den. Likevel er det en vanskelig virksomhet å slå ned utslippene. Innsamling av vulkansk gass er direkte farlig, noe som krever at forskere må komme på nært hold og personlige til varme, pressede utslipp. Når den ryker ut fra mantelen, er smeltet lava en sårende 1000 til 1300 grader celsius.
Ikke rart at forskere heller vil lese gassunderskrifter i atmosfæren ved å bruke satellitter fra verdensrommet. Dessverre har den teknikken også sine problemer. I løpet av de siste tre århundrene har menneskeskapte utslipp fra kilder som fabrikkoppdrett og forbrenning av fossile brensler drastisk overtalt utslippene fra vulkaner - noe som betyr at vulkansk CO2 går seg vill i bakgrunnsstøyen. Som en løsning bruker forskere svovel, som er lettere å måle fra verdensrommet, som en fullmakt for karbon. I løpet av det siste tiåret har teknologiske fremskritt også gjort oss mulig å drille fra hverandre noen av disse utslippene.
"Global satellittovervåking av vulkaner vil forvandle vår forståelse av gassflyt fra jordens indre til det ytre det kommende tiåret, " sier Cottrell, som har jobbet sammen med Michigan Tech-forsker Simon Carn og datasjef Ed Venzke for å innlemme vulkanutslipp i Smithsonian database siden 2012.
I visualiseringen over kan du se jordskjelv og vulkanutbrudd ikke bare som individuelle hendelser, men som indikatorer for de områdene med hektisk aktivitet i jordskorpen der platene skyver opp mot hverandre og blir revet i stykker. Nøkkelen er tidsskala. Ved å zoome ut til de siste 50 årene, kan du se at vulkaner ikke bare er katastrofale blips, men et jevnt mønster: den levende hjerteslaget til en dynamisk planet. "Når vi ser på en lang tidsskala, ser vi planeten hele tiden, " sier Cottrell, som anbefaler å se animasjonen med lyden på for å få full effekt. Det er en "konstant, ubønnhørlig takt som er punktert av perioder med høy og lav aktivitet."
Zoom inn igjen, så kan du se hvordan vulkaner forbinder oss alle på et veldig personlig nivå. Hver gang du puster, inhalerer du vulkansk gass, som raskt blandes med atmosfæren og diffunderer. Ved å vite når og hvor nylige vulkanutbrudd har skjedd, kan du til og med peke på vulkanen som smakte den siste inhalasjonen. Nå er det intimt.
Lær om denne forskningen og mer på Deep Carbon Observatory.
