Interiorul Pământului înghite mai mult carbon decât se credea – prinzându-l departe în adâncuri

Oamenii de știință de la Universitatea Cambridge și NTU din Singapore au descoperit că coliziunile lente ale plăcilor tectonice atrag mai mult carbon în interiorul Pământului decât se credea anterior.

Ei descoperă că carbonul atras în interiorul Pământului în zonele de subducție – unde plăcile tectonice se ciocnesc și se scufundă în interiorul Pământului – tinde să rămână în afara adâncimii, mai degrabă decât să apară ca emisii vulcanice.

Constatările lor, publicate în Conexiuni Natura, sugerează că aproximativ o treime din carbonul reciclat sub lanțurile vulcanice revine la suprafață prin reciclare, spre deosebire de teoriile anterioare conform cărora ceea ce cade în mare parte revine la suprafață.

O soluție pentru a combate schimbările climatice este de a găsi modalități de a reduce cantitatea de dioxid de carbon₂ în atmosfera Pământului. Studiind comportamentul carbonului adânc în Pământ, care cuprinde majoritatea carbonului de pe planeta noastră, oamenii de știință pot înțelege mai bine întregul ciclu de viață al carbonului de pe Pământ și modul în care acesta curge între atmosferă, oceane și viață la suprafață.

Cele mai bine înțelese părți ale ciclului carbonului sunt la sau aproape de suprafața Pământului, dar depozitele de carbon adânci joacă un rol cheie în menținerea locuinței planetei noastre prin reglarea dioxidului de carbon din atmosferă.₂ niveluri. „În prezent, avem o înțelegere relativ bună a rezervoarelor de carbon de la suprafață și a fluxurilor dintre ele, dar știm puțin despre depozitele interne de carbon ale Pământului, care ciclează carbonul de-a lungul a milioane de ani”, a declarat autorul principal Stefan Farsang, care a efectuat cercetarea. Doctorand la Departamentul de Științe ale Pământului de la Universitatea din Cambridge.

Există mai multe modalități prin care carbonul poate fi eliberat înapoi în atmosferă (cum ar fi dioxidul de carbon₂Dar există o singură cale pe care se poate întoarce în interiorul Pământului: prin subducția plăcilor. Aici, carbonul de suprafață, de exemplu sub formă de scoici și microorganisme care captează dioxidul de carbon în atmosferă₂ În cochilii lor, sunt direcționați în pământ. Oamenii de știință au crezut că o mare parte din acest carbon a revenit apoi în atmosferă sub formă de dioxid de carbon₂ prin emisiile de la vulcani. Dar noul studiu relevă faptul că reacțiile chimice din rocile înghițite în zonele de subducție captează carbonul și îl trimit mai adânc în interiorul Pământului – împiedicând o parte din acesta să revină la suprafața Pământului.

Echipa a efectuat o serie de experimente la instalația europeană de sincronizare a radiațiilor și „ESRF are facilități de top la nivel mondial și expertiza de care avem nevoie pentru a obține rezultatele noastre”, a declarat co-autorul Simon Redfern, decanul Facultății de Științe de la NTU Singapore. „Instalația poate măsura concentrații foarte scăzute ale acestor metale la condițiile de presiune și temperatură ridicate care ne interesează.” Pentru a reproduce presiunile și temperaturile ridicate ale regiunilor de erupție, au folosit o „nicovală de diamant” fierbinte, în care se realizează presiuni extreme prin apăsarea a două nicovalele de diamant mici pe probă.

Lucrarea susține dovezi crescânde că rocile carbonatate, care au aceeași compoziție chimică ca și creta, devin mai puțin bogate în calciu și mai bogate în magneziu atunci când sunt canalizate mai adânc în manta. Această schimbare chimică face ca carbonații să fie mai puțin solubili – ceea ce înseamnă că nu sunt atrași de fluidele care furnizează vulcani. În schimb, majoritatea carbonaților se scufundă adânc în manta unde pot deveni în cele din urmă diamante.

„Există încă multe cercetări de făcut în acest domeniu”, a spus Varsang. „În viitor, ne propunem să ne îmbunătățim estimările prin studierea solubilității carbonaților la temperaturi mai mari, intervale de presiune și în multe compoziții fluide”.

Descoperirile sunt, de asemenea, importante pentru înțelegerea rolului formării carbonatului în sistemul nostru climatic în general. Rezultatele noastre arată că aceste minerale sunt foarte stabile și cu siguranță pot prinde CO₂ din atmosferă în forme minerale solide care pot duce la emisii negative „, a spus Redfern. Echipa se uita la utilizarea unor metode similare pentru a captura carbonul care mută dioxidul de carbon în atmosferă.₂ În depozitare în roci și oceane.

Aceste rezultate ne vor ajuta, de asemenea, să înțelegem modalități mai bune de a sechestra carbonul pe Pământul solid, în afara atmosferei. Dacă putem accelera acest proces mai repede decât gestionează natura, ar putea fi o cale pentru a ajuta la rezolvarea crizei climatice ”, a spus Redfern.

Referință: „Ciclul carbonului profund este constrâns de solubilitatea carbonatelor” de Stephane Farsang, Marion Lovell, Chushuai Zhao, Mohamed Mezouar, Angelica Rosa, Remo N. Widmer, Xiaoli Feng, Jin Liu și Simon AT Redfern, 14 iulie 2021, Conexiuni Natura.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24533-7