L'erosione delle rocce sulla superficie terrestre può rimuovere meno gas serra dall'atmosfera rispetto alle stime precedenti, dice una nuova ricerca dell'Università di Cambridge.

Le scoperte, pubblicato in PNAS , suggeriscono il meccanismo naturale della Terra per rimuovere l'anidride carbonica (CO ₂ ) dall'atmosfera attraverso l'erosione delle rocce potrebbe in effetti essere più debole di quanto gli scienziati avessero pensato, mettendo in discussione l'esatto ruolo delle rocce nell'alleviare il riscaldamento per milioni di anni.

La ricerca suggerisce anche che potrebbe esserci un lavandino precedentemente sconosciuto che assorbe CO ₂ dall'atmosfera e l'impatto sui cambiamenti climatici su lunghi tempi, che i ricercatori ora sperano di trovare.

L'erosione è il processo mediante il quale l'anidride carbonica atmosferica rompe le rocce e quindi rimane intrappolata nei sedimenti. È una parte importante del ciclo del carbonio del nostro pianeta, facendo la spola di anidride carbonica tra la terra, mare e aria, e influenzare le temperature globali.

"Gli agenti atmosferici sono come un termostato planetario:è il motivo per cui la Terra è abitabile. Gli scienziati hanno a lungo suggerito che questo è il motivo per cui non abbiamo un effetto serra incontrollato come su Venere, ", ha affermato l'autore principale Ed Tipper del Dipartimento di Scienze della Terra di Cambridge. Bloccando l'anidride carbonica nei sedimenti, gli agenti atmosferici lo rimuovono dall'atmosfera per lunghi tempi, riducendo l'effetto serra e abbassando le temperature globali.

I nuovi calcoli del team mostrano che, attraverso il globo, i flussi atmosferici sono stati sopravvalutati fino al 28%, con il maggiore impatto sui fiumi nelle regioni montuose dove le rocce si rompono più velocemente.

Riferiscono anche che tre dei più grandi sistemi fluviali della Terra, compresi i vicini fiumi Giallo e Salween con le loro origini sull'altopiano tibetano e il fiume Yukon del Nord America, non assorbire l'anidride carbonica per lunghi tempi, come si pensava.

Per decenni l'altopiano tibetano è stato invocato come pozzo a lungo termine per il carbonio e mediatore del clima. Circa il 25% dei sedimenti negli oceani del mondo proviene dall'altopiano.

"Uno dei posti migliori per studiare il ciclo del carbonio sono i fiumi, sono le arterie dei continenti. I fiumi sono il collegamento tra la Terra solida e gli oceani:trasportano i sedimenti alterati dalla terra fino agli oceani dove il loro carbonio è rinchiuso nelle rocce, " disse Tipper.

"Gli scienziati hanno misurato la chimica delle acque dei fiumi per stimare i tassi di alterazione degli agenti atmosferici per decenni, " ha detto la co-autrice Victoria Alcock "Il sodio disciolto è uno dei prodotti più comunemente misurati degli agenti atmosferici, ma abbiamo dimostrato che non è così semplice, e infatti il ​​sodio viene spesso da qualche altra parte."

Il sodio viene rilasciato quando i minerali di silicato, gli elementi costitutivi di base della maggior parte delle rocce della Terra, sciogliere in acido carbonico, una miscela di anidride carbonica nell'atmosfera e acqua piovana.

Però, il team ha scoperto che non tutto il sodio proviene da questo processo di invecchiamento. "Abbiamo trovato un'ulteriore fonte di sodio nelle acque dei fiumi di tutto il mondo, ", ha detto la coautrice Emily Stevenson. "Quel sodio in più non proviene da rocce di silicato alterate come presumono altri studi, ma in realtà da argille molto antiche che vengono erose nei bacini idrografici."

Tipper e il suo gruppo di ricerca hanno studiato otto dei più grandi sistemi fluviali della Terra, una missione che ha coinvolto 16 stagioni sul campo e migliaia di analisi di laboratorio alla ricerca della provenienza di quel sodio in più.

Hanno trovato la risposta in un "gel" denso di argilla e acqua, noto come piscina di scambio cationico, che viene trasportato dai sedimenti fangosi del fiume.

Il pool di scambio è un alveare reattivo di cationi, ioni caricati positivamente come il sodio, che sono debolmente legati alle particelle di argilla. I cationi possono facilmente sostituire il gel con altri elementi come il calcio nell'acqua del fiume, un processo che può richiedere solo poche ore.

Sebbene sia stata descritta nei suoli sin dagli anni '50, il ruolo che il pool di scambio svolge nel fornire sodio ai fiumi è stato in gran parte trascurato.

"La composizione chimica e isotopica delle argille nel bacino di scambio ci dice di cosa sono fatte e da dove vengono, " ha detto il co-autore Alasdair Knight. "Sappiamo che molte delle argille trasportate da questi fiumi provengono da antichi sedimenti, e suggeriamo che parte del sodio nel fiume debba provenire da queste argille."

Le argille si sono formate originariamente dall'erosione continentale milioni di anni fa. Durante il loro viaggio a valle hanno raccolto cationi dall'acqua circostante:la loro piscina di scambio raccoglieva sodio quando raggiungeva il mare. Oggi, dopo essere stato sollevato dal fondo del mare, queste antiche argille, insieme al loro sodio, vengono ora erose dai fiumi moderni.

Questo vecchio sodio, che può passare dalle argille nella piscina di scambio e nell'acqua del fiume, è stato precedentemente scambiato per i resti dissolti dell'erosione moderna.

"La generazione di un solo punto dati ha richiesto un'enorme quantità di lavoro in laboratorio e abbiamo dovuto anche fare molti calcoli, " ha detto Stevenson. "È come scomporre una torta, utilizzando un approccio forense per isolare gli ingredienti chiave nei sedimenti, lasciandosi alle spalle la piscina di scambio e le argille. Le persone hanno usato gli stessi metodi per molto tempo, e funzionano, ma siamo stati in grado di trovare un ingrediente in più che fornisce il sodio e dobbiamo tenerne conto".

"È grazie al duro lavoro di molti collaboratori e studenti in molti anni che i nostri campioni hanno avuto lo scopo di fare i conti con questo complesso processo chimico su scala globale, " disse Tipper.

Gli scienziati sono ora lasciati a scervellarsi su cos'altro potrebbe assorbire l'anidride carbonica della Terra nel corso del tempo geologico. Non ci sono candidati certi, ma una possibilità controversa è che la vita stia rimuovendo il carbonio dall'atmosfera. Un'altra teoria è che la dissoluzione dei silicati sul fondo dell'oceano o sugli archi vulcanici potrebbe essere importante. "Le persone hanno trascorso decenni a cercare nei continenti la presenza di agenti atmosferici, quindi forse ora dobbiamo iniziare ad espanderci dove guardiamo, " disse Tipper.