Az erős melegedés leállíthatja a Föld szívverését

Új modellszámítások alapján a távoli jövőben bolygónk hőmérséklete olyan magas is lehet, hogy fokozatosan leáll a globális lemeztektonika, és többet nem mozdulnak el a kontinensek.

Adrian Lenardic (Rice Unicersity) és kollégái a Föld felszínének átlaghőmérséklete és a globális lemeztektonika jellemzői között kerestek kapcsolatot. A lemeztektonika keretében bolygónkon a köpeny anyagának egy részéből friss kőzetburok keletkezik. A folyamat során az óceánközepi hátságoknál születik meg az új felszínt képező anyag, míg a szubdukciós zónában bukik alá és emésztődik fel ennek idősebb része.

Ez a lassú anyagkörforgás fontos szerepet játszik a Föld fejlődésében. Részben friss vulkáni gázokat juttat a légkörbe, mozgatja a kontinenseket, változtatja a világtenger területi eloszlását és vízszintjét, a parti selfterületek nagyságát. Emellett áttételesen igen összetett hatással bír az éghajlatra, az élővilág fejlődésére, több kémiai elem körforgását befolyásolva. Mindezek miatt a lemeztektonikát sokan "a Föld szívveréseként" említik. A globális lemeztektonikát olyan folyamatnak is tekinthetjük, amelynek révén a Föld belső hőjének jelentős részét leadja a külvilág felé. Ennek megfelelően végső soron a belső hő hozza létre a fenti folyamatokat.

Lenardic és kollégái modellje alapján, ha a földfelszín átlaghőmérséklete mindössze 40-50 Celsius-fokkal a mai érték (ami 15 Celsius-fok) fölé emelkedik, a lemeztektonika lelassul, és végül megáll. Ennek egyik oka az, hogy a földköpeny mélyebb részei és a kőzetburok közötti hőmérsékletkülönbség már nem lesz elegendő a köpeny anyagának a lemeztektonikához szükséges áramlásához. Ugyanakor a felmelegdő kőzetburok már nem lesz elég sűrű és rideg ahhoz, hogy vissza tudjon süllyedni a köpeny anyagába.

A globális melegedés során az óceánok vizének jelentős része elpárolog, emellett a kőzetek is vizet veszítenek, a szárazabb kőzetek pedig nehezebben mozgathatók. Bolygónk egyre kevesebb belső hőt tud majd leadni a lemeztektonika révén, ezért előtérbe kerülnek egyéb hőleadó folyamatok.

Erősödhet például az úgynevezett forró foltokhoz (vagy forró pontokhoz) kapcsolódó vulkáni aktivitás. Ilyen, nem a kőzetlemezek mozgásához köthető vulkanizmus jellemző például a Hawaii-szigeteken. Ez növeli a széndioxid-kibocsátást, és a légkörbe jutott szén-dioxid kisebb része tud karbonátos kőzeteket alkotva kiválni a melegebb vizekben - tehát ez is a globális melegedés felé hat. A számítások arra utalnak, hogy a Föld esetében az a hőmérséklet, ahol a globális lemeztektonika leállna, alacsonyabb annál, mint ahol az óceánok teljes vízmennyisége elpárolog.

A fent említett, 40-50 Celsius-fokos melegedés sokkal nagyobb annál, ami emberi hatásra előállhat. Ugyanakkor nem kizárt, hogy különböző természetes okokból ilyen magas hőmérsékletet is elérjen bolygónk. Ebben közreműködhet a vulkáni anyagkibocsátás növekedése, emellett Napunk energiakibocsátása is lassan növekszik élete során. Különféle visszacsatolási mechanizmusok is elképelhetők, amelyek a melegedés irányába hatnak.

A kőzetburok nagy lemezei a Földön (NASA)

Bár ez csak egy modell, és bolygónk sok jellemzőjét még nem ismerjük, elképzelhető, hogy előrejelzése a valósághoz közeli. Egykor talán hasonló folyamat játszódott le a Vénuszon, ahol a jelek alapján nincs a földihez hasonló globális lemeztektonika, ugyanakkor vulkáni kőzetek borítják a felszínt.