Rola Tektoniki Płyt w Regulacji Klimatu Ziemi na Przestrzeni 540 Milionów Lat

Najnowsze ustalenia naukowe, opublikowane na początku 2026 roku w czasopiśmie „Communications, Earth and Environment”, sugerują, że ruchy płyt tektonicznych Ziemi odgrywają znacznie większą, dotąd niedocenianą rolę w długoterminowej regulacji klimatu geologicznego. Badania, w których uczestniczyli między innymi doktor Ben Mather z The University of Melbourne oraz profesor Dietmar Müller z University of Sydney, wykorzystały zaawansowane modele komputerowe do odtworzenia przepływu węgla między wnętrzem planety, oceanami a wulkanami na przestrzeni ostatnich 540 milionów lat. Wyniki te redefiniują rozumienie naturalnych mechanizmów stabilizujących system klimatyczny Ziemi, oferując nowy kontekst dla współczesnych zmian klimatycznych.

Tradycyjne paradygmaty naukowe koncentrowały się na łukach wulkanicznych, formujących się na granicach zbieżnych płyt tektonicznych, jako głównym geologicznie źródle dwutlenku węgla do atmosfery. Nowe dane wskazują jednak, że przez większość historii geologicznej to grzbiety śródoceaniczne i kontynentalne ryfty, czyli miejsca rozchodzenia się płyt, były istotniejszymi czynnikami napędzającymi cykl węglowy. Grzbiety śródoceaniczne, stanowiące największe struktury liniowe na powierzchni Ziemi o łącznej długości około 80 000 kilometrów, są strefami spreadingu, gdzie uwalniany jest węgiel zmagazynowany w osadach dennych oceanów, kluczowym rezerwuarze w wolnym cyklu węglowym.

Modelowanie to pozwoliło na precyzyjne przewidzenie kluczowych okresów klimatycznych, zarówno tych o charakterze cieplarnianym (greenhouse), jak i epok lodowcowych (icehouse), które miały miejsce w analizowanym okresie. W okresach cieplarnianych bilans wskazywał na większe uwalnianie węgla niż jego magazynowanie, podczas gdy w czasach epok lodowcowych intensywna sekwestracja dwutlenku węgla obniżała jego stężenie w atmosferze. Co istotne, emisje z wulkanów łukowych, takich jak te wzdłuż Pacyficznego Pierścienia Ognia, stały się dominującym źródłem dwutlenku węgla dopiero w ciągu ostatnich 100 milionów lat, co stanowi znaczące odstępstwo od wcześniejszych założeń.

Kluczowym czynnikiem, który zmienił dynamikę cyklu węglowego, była ewolucja planktonu wapiennego około 150 milionów lat temu. Organizmy te, w ramach pompy biologicznej, zaczęły intensywnie sekwestrować duże ilości węgla, deponując go w głębokich osadach oceanicznych. Zanim te mikroorganizmy stały się powszechne, to emisje węgla z rozchodzących się granic płyt miały większy wpływ na atmosferyczny dwutlenek węgla. Badania te, łączące rekonstrukcje tektoniki płyt z modelowaniem cyklu węglowego, pomagają wyjaśnić historyczne przejścia klimatyczne, w tym późną epokę lodowcową Paleozoiku oraz ciepły świat Mezozoiku.

Zrozumienie, jak Ziemia naturalnie regulowała swój klimat w długiej skali czasowej, jest kluczowe w kontekście obecnych zmian. Doktor Mather zauważył, że działalność człowieka uwalnia obecnie węgiel w tempie znacznie szybszym niż jakikolwiek naturalny proces geologiczny zaobserwowany w przeszłości. Nowe odkrycie, którego współautorami są również Adriana Dutkiewicz i Sabin Zahirovic z Uniwersytetu w Sydney, dostarcza fundamentalnego wglądu w mechanizmy, które przez eony kształtowały warunki sprzyjające życiu na planecie. Profesor Müller podkreślił, że jest to nowy sposób postrzegania współewolucji tektoniki, klimatu i życia.