Древние лавовые отложения на дне океана оказались гигантскими хранилищами углекислого газа

Керны лавовой брекчии, сцементированные белыми карбонатами кальция, поднятые с участка IODP U1557. Автор: IODP JRSO

Шестидесятимиллионные образцы пород, поднятые с больших глубин океана, показали, как огромные объемы углекислого газа хранятся на протяжении тысячелетий в грудах лавового щебня, которые накапливаются на морском дне.

Ученые проанализировали лавы, пробуренные в глубоководных районах южной части Атлантического океана, чтобы понять, сколько CO₂ захватывается внутри пород в результате реакций между горными породами и океаном.

Исследование, проведенное под руководством Саутгемптонского университета, показало, что груды лавового щебня, образовавшиеся в результате эрозии подводных гор, формируют геологические губки для CO₂.

Впервые роль лавового щебня в качестве углеродных губок была полностью оценена, и исследование раскрывает секреты долгосрочного углеродного цикла Земли.

Ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience, доктор Розалинда Коггон, научный сотрудник Королевского общества в Саутгемптонском университете, заявила: «Мы давно знали, что эрозия на склонах подводных гор производит большие объемы вулканического щебня, известного как брекчия, — очень похоже на осыпи на континентальных горах.

«Однако наши буровые работы позволили впервые получить керны этого материала после того, как он в течение десятков миллионов лет перемещался по морскому дну по мере расхождения тектонических плит Земли.

«Что удивительно, керны показали, что эти пористые, проницаемые отложения способны хранить большие объемы CO₂ из морской воды, поскольку они постепенно цементируются карбонатом кальция, который образуется из морской воды, протекающей через них».

Научно-исследовательское судно Joides Resolution. Автор: Доктор Розалинда Коггон

Понимание прошлых изменений в долгосрочном углеродном цикле

Перемещение углерода между недрами Земли, океанами и атмосферой в течение миллионов лет контролирует количество CO₂ в воздухе, что влияет на климат Земли.

Чтобы понять прошлые изменения климата, ученые изучают, сколько углерода перемещается внутрь и из различных частей земной системы.

Доктор Коггон пояснила: «Океаны выстланы вулканическими породами, которые образуются на срединно-океанических хребтах, когда тектонические плиты расходятся, создавая новую океаническую кору. Эта вулканическая активность высвобождает CO₂ из глубин Земли в океан и атмосферу.

«Однако океанические бассейны — это не просто резервуар для морской воды. Морская вода протекает через трещины в остывающих лавах в течение миллионов лет и реагирует с породами, перенося элементы между океаном и породой. Этот процесс удаляет CO₂ из воды и запасает его в минералах, таких как карбонат кальция, в породе».

Доктор Розалинда Коггон изучает керны лав верхней океанической коры, отобранные во время экспедиции IODP 390. Автор: Алисса Стивенс, IODP JRSO

Исследование определило, сколько CO₂ запасается в океанической коре благодаря этому процессу.

«Буря глубоко в морское дно Южной Атлантики, мы обнаружили лавовый щебень, который содержал от двух до 40 раз больше CO₂, чем ранее отобранные лавы», — сказала доктор Коггон.

«Это исследование выявило важность такой брекчии, которая образуется в результате эрозии подводных гор вдоль срединно-океанических хребтов, как губки для углерода в долгосрочном углеродном цикле».

Исследование было частью Экспедиции 390/393 Международной программы океанического бурения.

Больше информации: Rosalind M. Coggon et al, A geological carbon cycle sink hosted by ocean crust talus breccias, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01839-5

Источник: University of Southampton