あなたの顔は元気です。 私を信じて。 しかし、ズームインして微速度撮影をすると、風景が動いているのがわかります。zitsの噴火、毛穴クレーターの形成、微笑んで眉をひそめると、皮膚の隆起が引き伸ばされ、一緒に押しつぶされます。 同様に、窓の外の地球は静かに見えるかもしれません。 しかし、それはあなたが時間と空間の小さな断片を見ているからです。 ビューを拡大すると、プレートが移動し、地震が波紋し、火山が構造境界に沿って噴出するのがわかります。 世界は断ち切れ、割れ、裂けます。 何も変わりません。
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これらの動的なパターンを説明するために、国立自然史博物館内でホストされているスミソニアン協会の世界火山プログラムは、1960年以来の世界の地震、噴火、および放出のタイムラプスアニメーションを作成しました。 1978年まで、アニメーションは、火山と地震の一見ランダムな活動が、時間の経過とともに一貫したグローバルパターンをどのように形成するかを示しています。 これらのパターンを理解することで、研究者はこれらの劇的な出来事が私たちの惑星の内部の仕組みとどのように絡んでいるかについて洞察を得ることができます。
地震と火山は、広範囲にわたる破壊のイメージを思い起こさせることができます。 しかし、スミソニアン国立自然史博物館の研究地質学者であり、地球火山計画のディレクターであるエリザベス・コットレルのように、地球の最も深い範囲を研究する人々にとって、火山は「内部への窓」でもあります。研究者が惑星の核の構成と歴史を解き明かすのを助ける、中にあるもの。 私たちの惑星の内部が何でできているのか正確にはわからないので、それは重要です。 地球の過去と未来に影響を与える化学フラックスであるグローバルな炭素循環を解きほぐすには、内部を理解する必要があります。
私たちは、地殻や海洋において、生命の化学的骨格を形成する元素である炭素について多くのことを知っています。 私たちは地球のコアとマントルでそれについてあまり知らない。 地球のマントルをサンプリングすることはこれまでのところ困難であることが証明されています。地球のマントルは表面から最大1, 800マイル下まで延びています。 これは、地球の内部が地球規模の炭素循環において巨大で神秘的な役割を果たしていることを意味します。 内部にはおそらく地球の炭素の90％が含まれており、グラファイトやダイヤモンドのような純粋な形で結合しています。 このとらえどころのない深い地球の炭素の動きを見ることが、世界の炭素循環を理解しようとする私たちの探求において、「最も厄介な問題の1つ」と呼ばれています。
幸いなことに、火山があります。 惑星地質学者として、コットレルは、これらのマグマメーカーを、惑星のコアを覗く「サンプル配送システム」と考えています。 「地震と噴火は地球の鼓動です」と彼女は言います。 地球の気候に影響を与えたこれらのイベントからの放出は、惑星の呼吸です。 （世界的に、火山は約180から440百万トンの二酸化炭素を放出します。）溶岩の化学と火山ガスの組成を研究することにより、コットレルなどは、人間のげっぷを調べて何が入っているかを知ることができますお腹。
火山は、二酸化炭素と硫黄とともに水蒸気の形で主に水蒸気を吐き出します（対照的に、人間は約16％の酸素、4％のCO2、79％の窒素を吐き出します）。 これらの火山放出の「正常な」レベルを理解することは、科学者がベースラインが何であるか、したがって人間の活動がどれほど劇的に影響を与えているかを判断するのに役立ちます。 しかし、これらの排出量を特定するのは難しいビジネスです。 火山ガスの収集は実に危険であり、研究者は高温の加圧された放出物に接近して個人的に近づく必要があります。 マントルから噴出するとき、溶岩は摂氏1000〜1300度の焼け付くものです。
科学者が宇宙の衛星を使って大気中のガスの特徴を読むのも不思議ではありません。 残念ながら、この手法には問題もあります。 過去3世紀において、工場での農業や化石燃料の燃焼などの発生源からの人為的排出は、火山からの排出を大幅に上回りました。つまり、火山のCO2はバックグラウンドノイズで失われます。 回避策として、科学者は硫黄を使用します。硫黄は宇宙から測定する方が簡単で、炭素の代用として使用します。 過去10年間で、技術の進歩により、これらの排出物の一部を分解することも可能になりました。
ミシガン工科大学の研究者であるサイモン・カーンとデータ管理者のエド・ベンツケと共同でスミソニアンの火山噴出物を取り入れたコットレルは、「火山のグローバルな衛星監視は、地球の内部から外部へのガスフラックスの理解を変えるでしょう」と述べています。 2012年以降のデータベース。
上記の視覚化では、地震と火山噴火を個々のイベントとしてだけでなく、プレートが互いに押し合って引き裂かれている地球の地殻内の熱狂的な活動の領域の指標として見ることができます。 キーはタイムスケールです。 過去50年にズームアウトすると、火山は単なる壊滅的なブリップではなく、安定したパターン、つまり動的な惑星の生きた鼓動であることがわかります。 「長い時間スケールで見ると、惑星の絶え間ないパルスが見えます」とコットレルは言います。コットレルは、完全な効果を得るためにサウンドをオンにしてアニメーションを見るよう勧めています。 それは「活動の高低の期間によって中断される一定の容赦ないビート」です。
再びズームインすると、火山が非常に個人的なレベルで私たち全員をリンクする方法を見ることができます。 呼吸するたびに、火山ガスを吸い込みます。火山ガスは大気と急速に混ざり、拡散します。 最近の火山噴火がいつどこで発生したかを知ることで、最後の吸入に風味を付けた火山を特定することさえできます。 今では親密です。
この研究の詳細については、Deep Carbon Observatoryをご覧ください。
