Проект глубокой дегазации углерода под землей

Проект «Глубокая дегазация углерода под землей» (DECADE) — это инициатива, призванная объединить ученых всего мира для достижения ощутимых успехов в количественном определении количества углерода, выделившегося из глубоких недр Земли (ядро, мантия, кора) в приземную среду (например, биосферу, гидросферу). , криосфера, атмосфера) посредством естественных процессов. DECADE – это инициатива Deep Carbon Observatory (DCO).

Вулканы являются основным путем, по которому летучие вещества , находящиеся в глубоких источниках , включая углерод, переносятся из недр Земли в поверхностную среду. ^[1] Дополнительный, хотя и менее изученный путь включает в себя разломы и трещины в земной коре. ^[2] часто называют тектонической дегазацией. Когда DCO был впервые сформирован в 2009 году, оценки глобального потока углерода из вулканических регионов колебались от 65 до 540 Мт/год. ^[2] а ограничения на глобальную тектоническую дегазацию были практически неизвестны. ^[2] Неопределённость порядка величины текущего вулканического/тектонического выделения углерода делает ответы на фундаментальные вопросы о глобальном балансе углерода практически невозможными. В частности, одним фундаментальным неизвестным является то, эффективно ли углерод, перенесенный в недра Земли посредством субдукции, Земли эффективно перерабатывается обратно в мантийную литосферу , кору и поверхностную среду посредством вулканической и тектонической дегазации, или же значительные количества углерода погружаются в глубокую мантию. ^[3] Поскольку значительные количества мантийного углерода также высвобождаются в результате вулканизма срединно-океанических хребтов , если поступления и выбросы углерода в зонах субдукции находятся в равновесии, то конечным эффектом будет дисбаланс в глобальном балансе углерода, при этом углерод будет преимущественно удален из Глубокие недра Земли перераспределены в более мелкие резервуары, включая мантийную литосферу , кору, гидросферу и атмосферу . Последствия этого могут означать, что концентрации углерода в приземной среде увеличиваются на протяжении всей истории Земли, что имеет серьезные последствия для изменения климата.

Результаты проекта DECADE улучшат наше понимание того, как углеродный цикл проходит в глубинах Земли, а закономерности в данных о вулканических выбросах потенциально могут предупредить ученых о надвигающемся извержении. ^[4]

Цели проекта

Основная цель проекта DECADE — уточнить оценки глобального выделения углерода с использованием многостороннего подхода. В частности, инициатива DECADE объединяет ученых, обладающих опытом в области геохимии , петрологии и вулканологии, для ограничения глобального потока вулканического углерода путем 1) создания базы данных о составе и потоках вулканических и гидротермальных газов, связанной с EarthChem/PetDB и Смитсоновской программой глобального вулканизма ; 2) создание глобальной сети мониторинга для непрерывного измерения потока вулканического углерода 20 действующих вулканов, 3) измерение потока углерода удаленных вулканов, по которым в настоящее время отсутствуют или только скудные данные, 4) разработка новых полевых и аналитических приборов для измерения углерода измерения и мониторинг потоков, и 5) установить официальное сотрудничество с вулканическими обсерваториями по всему миру для поддержки деятельности по измерению и мониторингу вулканического газа . ^[5]

История

Инициатива ДЕСЯТИЛЕТИЕ была задумана в сентябре 2011 года Международной ассоциацией вулканологии и химии недр Земли, Комиссией по химии вулканических газов во время ее 11-го полевого семинара. ^[6] Здесь была широко определена задача инициативы и создана структура управления. DECADE получает финансовую поддержку от Deep Carbon Observatory для достижения целей проекта, при этом поддержка распределяется среди членов DECADE на основе подачи проектных предложений и внешнего обзора и/или консенсуса Совета директоров. Все проекты в значительной степени совпадают по источникам финансирования со стороны отдельных исследователей или других финансирующих агентств. Инициативу возглавляет Совет директоров, в состав которого входят девять членов, включая одного председателя и двух заместителей председателя. В настоящее время инициатива DECADE насчитывает около 80 участников из 13 стран.

Достижения

По состоянию на 2020 год ^[update]К основным достижениям, поддержанным или частично поддержанным инициативой ДЕСЯТИЛЕТИЕ, относятся:

Модификация базы данных IEDA EarthChem для включения данных о составе вулканического газа и потоках газа.
Инструментирование 9 вулканов ( вулкан Масая , вулкан Турриальба , вулкан Поас , Невадо-дель-Руис , Галерас , Вильяррика (инструменты разрушены извержением), Попокатепетль , гора Мерапи , Вакаари/Уайт-Айленд ) постоянной многокомпонентной системой газоанализатора (Multi-GAS) станции для практически непрерывных _{CO 2} и SO ₂ измерений _{и почти непрерывных измерений потока SO 2} с использованием miniDOAS.
Количественная оценка выбросов и состава вулканических газов из отдаленных регионов, таких как вулканические дуги Алеутских островов, Вануату и Папуа-Новой Гвинеи. ^[7]
Первые измерения газовых выбросов из Маунт Бромо вулканов и Анак Кракатау, Кракатау , Индонезия. ^[8]^[9]
Установление вулканических газохимических изменений как предшественников извержений вулканов Поас и Турриальба, Коста-Рика. ^[10]^[11]
Отбор проб вулканических шлейфов с воздуха на изотопы углерода и анализ с использованием инфракрасного изотопного спектрометра Delta Ray. ^[12]
Определение диффузной дегазации CO ₂ на Азорских островах. ^[13]
Количественная оценка глобальных CO ₂ выбросов вулканами во время извержений, пассивной дегазации и диффузной дегазации ^[14]^[15]

Вулканы

В настоящее время в рамках инициативы DECADE ведется мониторинг следующих вулканов:

Вулкан	Страна	Примечания
Счастливый вулкан	Никарагуа
Попокатепетль	Мексика
Ребята	Колумбия
Невадо-дель-Руис	Колумбия
Вулкан Вильяррика	Чили	Оборудование было уничтожено извержением Вильяррики в 2015 году .
Турриальба	Коста-Рика
Поас	Коста-Рика
Гора Мерапи	Индонезия
Белый остров	Новая Зеландия

Карта вулканических сооружений проекта DCO DECADE

См. также

Вулканы десятилетия - набор из шестнадцати вулканов, известных своей историей извержений и близостью к густонаселенным районам.
Огненное кольцо - регион по краю Тихого океана, где происходит множество извержений вулканов и землетрясений.

Ссылки

^ Дасгупта, Р. (2013). «Поглощение, хранение и выделение земного углерода в геологическом времени». Обзоры по минералогии и геохимии . 75 (1): 183–220. Бибкод : 2013RvMG...75..183D . дои : 10.2138/rmg.2013.75.7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Глубинные выбросы углерода из вулканов, Обзоры по минералогии и геохимии: Углерод в Земле, 75, 323–355» (PDF) .
^ Келемен, Питер Б; Мэннинг, Крейг Э. (2015). «Переоценка потоков углерода в зонах субдукции показывает, что то, что снижается, в основном увеличивается» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (30): E3997–E4006. Бибкод : 2015PNAS..112E3997K . дои : 10.1073/pnas.1507889112 . ПМЦ 4522802 . ПМИД 26048906 .
^ Сара Каплан (2016). «Наблюдайте за пульсацией Земли, землетрясениями и извержениями в этой потрясающей визуализации» . Вашингтон Пост . Проверено 10 октября 2016 г.
^ «Фишер, Т.П. (2013), ГЛУБИННАЯ ДЕГАЗАЦИЯ УГЛЕРОДА: Инициатива ДЕСЯТИЛЕТИЯ Глубокой углеродной обсерватории, Минералогический журнал, 77 (5), 1089» .
^ «11-й полевой семинар по вулканическим газам» . Архивировано из оригинала 1 октября 2016 г. Проверено 20 сентября 2016 г.
^ Аллард, Патрик (2016). «Аллард, П., М. Бертон, Г. М. Сойер и П. Бани (2016), Динамика дегазации базальтового лавового озера в высокопоставленном летучем излучателе: вулкан Амбрим, дуга Вануату, Earth & Planetary Science Letters, 448, 69 –80" . Письма о Земле и планетологии . 448 : 69–80. Бибкод : 2016E&PSL.448...69A . дои : 10.1016/j.epsl.2016.05.014 .
^ Аюппа, А. (2015). «Первое определение выбросов магматического газа из вулкана Бромо, восточная Ява (Индонезия)» (PDF) . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 304 : 206–213. Бибкод : 2015JVGR..304..206A . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2015.09.008 . hdl : 10447/172898 .
^ Бани, Филипсон (2015). «Первое измерение выхода вулканического газа из Анак Кракатау, Индонезия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 302 : 237–241. Бибкод : 2015JVGR..302..237B . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2015.07.008 . S2CID 128596743 .
^ де Мур, JM (2016). «Краткопериодные вулканические газы-предвестники фреатических извержений: данные вулкана Поас, Коста-Рика» . Письма о Земле и планетологии . 442 : 218–227. Бибкод : 2016E&PSL.442..218D . дои : 10.1016/j.epsl.2016.02.056 . hdl : 10447/227127 .
^ де Моор, Дж. Мартен; Аюппа, А.; Авард, Г.; Верманн, Х.; Данбар, Н.; Мюллер, К.; Тамбурелло, Дж.; Джудиче, Г.; Люццо, М.; Моретти, Р.; Конде, В. (2016). «Потрясения на вулкане Турриальба (Коста-Рика): процессы дегазации и извержения, выявленные на основе высокочастотного газового мониторинга» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 121 (8): 5761–5775. Бибкод : 2016JGRB..121.5761D . дои : 10.1002/2016jb013150 . ISSN 2169-9313 . ПМК 5054823 . ПМИД 27774371 .
^ Фишер, Т.П. и Т.М. Лопес (2016). «Первые воздушные пробы вулканического шлейфа для определения d13C CO2» . Письма о геофизических исследованиях . 43 (7): 3272–3279. дои : 10.1002/2016GL068499 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Андраде, Сезар (2016). «Оценка потока CO2 из вулканического озера Фурнаш (Сан-Мигель, Азорские острова)». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 315 : 51–64. Бибкод : 2016JVGR..315...51A . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2016.02.005 .
^ Фишер, Тобиас П.; Арельяно, Сантьяго; Карн, Саймон; Аюппа, Алессандро; Галле, Бо; Аллард, Патрик; Лопес, Тарин; Синохара, Хироши; Келли, Питер; Вернер, Синтия; Карделлини, Карло (2019). «Выбросы CO2 и других летучих веществ из субаэральных вулканов мира» . Научные отчеты . 9 (1): 18716. Бибкод : 2019NatSR...918716F . дои : 10.1038/s41598-019-54682-1 . ISSN 2045-2322 . ПМК 6904619 . ПМИД 31822683 .
^ Вернер, Синтия; Фишер, Тобиас П.; Аюппа, Алессандро; Эдмондс, Мари; Карделлини, Карло; Карн, Саймон; Кьодини, Джованни; Коттрелл, Элизабет; Бертон, Майк (2019), «Выбросы углекислого газа из субаэральных вулканических регионов», Deep Carbon , vol. 2019, Cambridge University Press, стр. 188–236, Bibcode : 2019AGUFM.V24C..03W , doi : 10.1017/9781108677950.008 , ISBN 978-1-108-67795-0 , S2CID 216584622

Внешние ссылки

[1] Дасгупта, Р. (2013). «Поглощение, хранение и выделение земного углерода в геологическом времени». Обзоры по минералогии и геохимии . 75 (1): 183–220. Бибкод : 2013RvMG...75..183D . дои : 10.2138/rmg.2013.75.7 .

[Deep_carbon_emissions-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Глубинные выбросы углерода из вулканов, Обзоры по минералогии и геохимии: Углерод в Земле, 75, 323–355» (PDF) .

[3] Келемен, Питер Б; Мэннинг, Крейг Э. (2015). «Переоценка потоков углерода в зонах субдукции показывает, что то, что снижается, в основном увеличивается» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (30): E3997–E4006. Бибкод : 2015PNAS..112E3997K . дои : 10.1073/pnas.1507889112 . ПМЦ 4522802 . ПМИД 26048906 .

[4] Сара Каплан (2016). «Наблюдайте за пульсацией Земли, землетрясениями и извержениями в этой потрясающей визуализации» . Вашингтон Пост . Проверено 10 октября 2016 г.

[5] «Фишер, Т.П. (2013), ГЛУБИННАЯ ДЕГАЗАЦИЯ УГЛЕРОДА: Инициатива ДЕСЯТИЛЕТИЯ Глубокой углеродной обсерватории, Минералогический журнал, 77 (5), 1089» .

[6] «11-й полевой семинар по вулканическим газам» . Архивировано из оригинала 1 октября 2016 г. Проверено 20 сентября 2016 г.

[7] Аллард, Патрик (2016). «Аллард, П., М. Бертон, Г. М. Сойер и П. Бани (2016), Динамика дегазации базальтового лавового озера в высокопоставленном летучем излучателе: вулкан Амбрим, дуга Вануату, Earth & Planetary Science Letters, 448, 69 –80" . Письма о Земле и планетологии . 448 : 69–80. Бибкод : 2016E&PSL.448...69A . дои : 10.1016/j.epsl.2016.05.014 .

[8] Аюппа, А. (2015). «Первое определение выбросов магматического газа из вулкана Бромо, восточная Ява (Индонезия)» (PDF) . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 304 : 206–213. Бибкод : 2015JVGR..304..206A . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2015.09.008 . hdl : 10447/172898 .

[9] Бани, Филипсон (2015). «Первое измерение выхода вулканического газа из Анак Кракатау, Индонезия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 302 : 237–241. Бибкод : 2015JVGR..302..237B . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2015.07.008 . S2CID 128596743 .

[10] де Мур, JM (2016). «Краткопериодные вулканические газы-предвестники фреатических извержений: данные вулкана Поас, Коста-Рика» . Письма о Земле и планетологии . 442 : 218–227. Бибкод : 2016E&PSL.442..218D . дои : 10.1016/j.epsl.2016.02.056 . hdl : 10447/227127 .

[11] де Моор, Дж. Мартен; Аюппа, А.; Авард, Г.; Верманн, Х.; Данбар, Н.; Мюллер, К.; Тамбурелло, Дж.; Джудиче, Г.; Люццо, М.; Моретти, Р.; Конде, В. (2016). «Потрясения на вулкане Турриальба (Коста-Рика): процессы дегазации и извержения, выявленные на основе высокочастотного газового мониторинга» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 121 (8): 5761–5775. Бибкод : 2016JGRB..121.5761D . дои : 10.1002/2016jb013150 . ISSN 2169-9313 . ПМК 5054823 . ПМИД 27774371 .

[12] Фишер, Т.П. и Т.М. Лопес (2016). «Первые воздушные пробы вулканического шлейфа для определения d13C CO2» . Письма о геофизических исследованиях . 43 (7): 3272–3279. дои : 10.1002/2016GL068499 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[13] Андраде, Сезар (2016). «Оценка потока CO2 из вулканического озера Фурнаш (Сан-Мигель, Азорские острова)». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 315 : 51–64. Бибкод : 2016JVGR..315...51A . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2016.02.005 .

[14] Фишер, Тобиас П.; Арельяно, Сантьяго; Карн, Саймон; Аюппа, Алессандро; Галле, Бо; Аллард, Патрик; Лопес, Тарин; Синохара, Хироши; Келли, Питер; Вернер, Синтия; Карделлини, Карло (2019). «Выбросы CO2 и других летучих веществ из субаэральных вулканов мира» . Научные отчеты . 9 (1): 18716. Бибкод : 2019NatSR...918716F . дои : 10.1038/s41598-019-54682-1 . ISSN 2045-2322 . ПМК 6904619 . ПМИД 31822683 .

[15] Вернер, Синтия; Фишер, Тобиас П.; Аюппа, Алессандро; Эдмондс, Мари; Карделлини, Карло; Карн, Саймон; Кьодини, Джованни; Коттрелл, Элизабет; Бертон, Майк (2019), «Выбросы углекислого газа из субаэральных вулканических регионов», Deep Carbon , vol. 2019, Cambridge University Press, стр. 188–236, Bibcode : 2019AGUFM.V24C..03W , doi : 10.1017/9781108677950.008 , ISBN 978-1-108-67795-0 , S2CID 216584622

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]