Una connessione precedentemente sconosciuta tra i cicli geologici atmosferici dell'anidride carbonica e la capacità fluttuante della crosta oceanica di immagazzinare anidride carbonica è stata scoperta da due geoscienziati dell'Università di Sydney.

Il prof Dietmar Müller e la dott.ssa Adriana Dutkiewicz del Sydney Informatics Hub e della School of Geosciences riportano la loro scoperta sulla rivista Progressi scientifici .

Molti di noi conoscono la filosofia del Movimento Lento, che include la vita lenta, cottura lenta, moda lenta, e anche la TV lenta. Ma la maggior parte di noi non avrebbe sentito parlare del ciclo lento del carbonio, che riguarda il lento movimento del carbonio tra la Terra solida e l'atmosfera.

Il ciclo lento del carbonio precede l'uomo e si svolge nell'arco di decine di milioni di anni, guidato da una serie di reazioni chimiche e attività tettonica. Il ciclo lento del carbonio fa parte dell'assicurazione sulla vita della Terra, poiché ha mantenuto l'abitabilità del pianeta durante una serie di climi serra punteggiati da ere glaciali.

Un'idea è che quando l'anidride carbonica atmosferica aumenta, aumenta l'erosione delle rocce continentali esposte all'atmosfera, alla fine assorbendo anidride carbonica e raffreddando nuovamente la Terra.

Meno noto è che l'erosione esiste anche negli oceani profondi. Giovane, piccante, crosta oceanica vulcanica è soggetta ad agenti atmosferici dalla circolazione dell'acqua di mare attraverso fessure e spazi aperti nella crosta. Minerali come calcite, che catturano il carbonio nella loro struttura, si formano gradualmente all'interno della crosta dall'acqua di mare.

Lavori recenti hanno dimostrato che l'efficienza di questo processo di alterazione del fondo marino dipende dalla temperatura dell'acqua sul fondo dell'oceano:più è calda, più anidride carbonica viene immagazzinata nella crosta oceanica.

Il prof Müller spiega:"Per scoprire come questo processo contribuisce al ciclo lento del carbonio, abbiamo ricostruito la temperatura media dell'acqua di fondo degli oceani nel tempo, e lo ha collegato a un modello informatico globale per l'evoluzione della crosta oceanica negli ultimi 230 milioni di anni. Questo ci ha permesso di calcolare la quantità di anidride carbonica immagazzinata in ogni nuovo pezzo di crosta creato dalla diffusione del fondo marino».

Il dottor Dutkiewicz aggiunge:"Il nostro modello tettonico a placche ci consente anche di tracciare ogni pacchetto di fondale oceanico fino a quando non raggiunge la sua destinazione finale, una zona di subduzione. Nella zona di subduzione, la crosta e la sua calcite vengono riciclate nel mantello terrestre, rilasciando una parte dell'anidride carbonica nell'atmosfera attraverso i vulcani".

Il modello al computer rivela che la capacità della crosta oceanica di immagazzinare anidride carbonica cambia nel tempo con una periodicità regolare di circa 26 milioni di anni.

Diversi fenomeni geologici tra cui estinzioni, vulcanismo, i depositi di sale e le fluttuazioni atmosferiche dell'anidride carbonica ricostruite indipendentemente dal record geologico mostrano tutti cicli di 26 milioni di anni.

Una precedente ipotesi aveva attribuito queste fluttuazioni a cicli di acquazzoni cosmici, pensato per riflettere l'oscillazione del Sistema Solare attorno al piano della Via Lattea.

Il professor Müller afferma:"Il nostro modello suggerisce che la periodicità caratteristica di 26 milioni di anni nel ciclo lento del carbonio è invece guidata dalle fluttuazioni dei tassi di diffusione del fondo marino che a loro volta alterano la capacità della crosta oceanica di immagazzinare anidride carbonica. Ciò solleva la domanda successiva:cosa determina in definitiva queste fluttuazioni nella produzione crostale?"

subduzione, lo sprofondamento delle placche tettoniche in profondità nel mantello convettivo, è considerato come la forza trainante delle placche dominante della tettonica a zolle. Ne consegue che le ciclicità nei tassi di diffusione del fondo marino dovrebbero essere guidate da cicli equivalenti in subduzione.

Un'analisi del comportamento della zona di subduzione suggerisce che la forza trainante nella periodicità di 26 milioni di anni ha origine da un'episodio nella migrazione della zona di subduzione. Questa componente del ciclo lento del carbonio deve essere integrata nei modelli globali del ciclo del carbonio.

Una migliore comprensione del ciclo lento del carbonio ci aiuterà a prevedere come la Terra reagirà all'aumento dell'anidride carbonica atmosferica indotto dall'uomo. Ci aiuterà a rispondere alla domanda:fino a che punto i continenti, gli oceani e la crosta oceanica assorbono l'anidride carbonica in più a lungo termine?