На протяжении длительного времени, оцениваемого в сотни миллионов лет, изменения средней температуры на поверхности Земли не превышали 20°С, что играло важную роль в обеспечении условий для существования жизни на нашей планете. Для поддержания такой устойчивой температуры необходима наличие своего рода "термостата" на Земле, который контролирует концентрацию углекислого газа в атмосфере на протяжении геологических периодов и влияет на глобальные климатические условия. Процессы эрозии и выветривания горных пород играют ключевую роль в функционировании этого "термостата". Исследователи под руководством геологов Аарона Буфе из LMU и Нильса Ховиуса из Немецкого исследовательского центра геонаук провели моделирование воздействия этих процессов на углеродный цикл в атмосфере.

Их неожиданный вывод состоит в том, что захват углекислого газа в результате выветривания наиболее интенсивен в горных районах с низким рельефом и умеренной скоростью эрозии. Выветривание происходит при воздействии воды и ветра на породы. "При выветривании силикатов углерод удаляется из атмосферы и затем осаждается в виде карбоната кальция", — поясняет Ховиус. Это сложно влияет на углеродный цикл в горах. Чтобы более точно понять этот процесс, исследователи использовали моделирование выветривания для анализа потоков углерода из сульфидных, карбонатных и силикатных пород в различных регионах, таких как Тайвань и Новая Зеландия, с разными скоростями эрозии. Их выводы были опубликованы в журнале Science. "Мы обнаружили сходные паттерны в разных местах, что указывает на общие механизмы", — отмечает Буфе. Дальнейшее моделирование показало, что связь между эрозией и потоками CO2 нелинейна, но захват CO2 происходит преимущественно из областей с умеренной скоростью эрозии, около 0,1 мм в год. Когда скорость эрозии ниже или выше этого значения, захват CO2 уменьшается. В областях с умеренной скоростью эрозии, примерно 0,1 мм в год, быстрое выветривание карбонатов и сульфидов приводит к их исчерпанию, тогда как силикаты остаются в избытке и продолжают активно выветриваться. В регионах, где скорость эрозии еще ниже, чем 0,1 мм в год, остается лишь малое количество пород, подверженных выветриванию. Поэтому горные хребты с низким рельефом, такие как Шварцвальд или Береговой хребет Орегона, где скорость эрозии приближается к оптимальной, играют важную роль в поглощении CO2. "Таким образом, на геологических временных масштабах температурные режимы, устанавливаемые "термостатом" Земли, сильно зависят от глобального распределения скоростей эрозии", — заключает Буфе. Чтобы получить более полное представление о воздействии эрозии на климатическую систему Земли, Буфе считает, что будущие исследования должны учитывать также процессы выветривания в долинах рек.

В общем и целом, становится понятно одно: система выветривания горных пород - огромный термостат планеты Земля, который сохраняет её температуру постоянной. И снова вопрос: случайны ли эти процессы? Или они запущены с целью сохранять необходимые условия для существования жизни?