Vulcano di Cleveland, Eruzione delle isole Aleutine nel 2006. Il vulcanismo è una delle principali fonti di anidride carbonica nel ciclo del carbonio a lungo termine bilanciato da pozzi di alterazione, quale, tra gli altri, rappresentano importanti processi inclusi nel modello di Komar e Zeebe. Credito:immagine NASA per gentile concessione di Jeff Williams
Le previsioni sui futuri cambiamenti climatici richiedono una comprensione chiara e sfumata del clima passato della Terra. In uno studio pubblicato oggi in Progressi scientifici , Gli oceanografi dell'Università delle Hawaii (UH) a Mānoa hanno riconciliato completamente le tendenze del clima e del ciclo del carbonio degli ultimi 50 milioni di anni, risolvendo una controversia dibattuta nella letteratura scientifica per decenni.
Nel corso della storia della Terra, il clima globale e il ciclo globale del carbonio hanno subito cambiamenti significativi, alcuni dei quali sfidano l'attuale comprensione delle dinamiche del ciclo del carbonio.
Meno anidride carbonica nell'atmosfera raffredda la Terra e riduce l'erosione di rocce e minerali sulla terra su scale temporali lunghe. Meno agenti atmosferici dovrebbero portare a una profondità di compensazione della calcite (CCD) più bassa, che è la profondità dell'oceano in cui la velocità della pioggia di materiale carbonato è uguale alla velocità di dissoluzione del carbonato (chiamata anche "linea della neve"). La profondità del CCD può essere tracciata nel passato geologico ispezionando il contenuto di carbonato di calcio delle carote di sedimenti del fondo marino.
L'ex studentessa laureata in oceanografia Nemanja Komar e il professore Richard Zeebe, entrambi alla UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), applicato il modello computerizzato più completo della chimica dei carbonati oceanici e del CCD fino ad oggi, rendendo questo il primo studio che lega quantitativamente tutti i pezzi importanti del ciclo del carbonio attraverso il Cenozoico (ultimi 66 milioni di anni).
Contrariamente alle aspettative, i record di carbonato di acque profonde indicano che come anidride carbonica atmosferica (CO 2 ) è diminuito negli ultimi 50 milioni di anni, il CCD globale si è approfondito (non in shoaled), creando un enigma del ciclo del carbonio.
Scheletri fossili di acque profonde di 45 milioni di anni fa trovati nei nuclei di sedimenti forniscono agli scienziati i mezzi per datare i nuclei e per dedurre la chimica degli oceani del passato, temperatura e altro. Credito:Stanley A. Kling. Scripps Institution of Oceanography Photographs
"La posizione variabile del paleo-CCD nel tempo porta un segnale delle dinamiche del ciclo combinato del carbonio del passato, " disse Komar, autore principale dello studio. "Tracciare l'evoluzione del CCD attraverso il Cenozoico e identificare i meccanismi responsabili delle sue fluttuazioni è quindi importante per decollare i cambiamenti passati nella CO atmosferica 2 , agenti atmosferici, e sepoltura carbonatica in acque profonde. come CO 2 e la temperatura scese sul Cenozoico, il CCD avrebbe dovuto accumularsi, ma i registri mostrano che in realtà si è approfondito."
Il modello al computer di Komar e Zeebe ha permesso loro di indagare sui possibili meccanismi responsabili delle tendenze a lungo termine osservate e di fornire un meccanismo per riconciliare tutte le osservazioni.
"Sorprendentemente, abbiamo dimostrato che la risposta CCD è stata disaccoppiata dai cambiamenti nei tassi di alterazione dei silicati e dei carbonati, sfidando l'ipotesi di elevazione di vecchia data, che attribuisce la risposta del CCD ad un aumento dei tassi di alterazione dovuta alla formazione dell'Himalaya ed è contrario ai nostri risultati, " disse Komar.
La loro ricerca suggerisce che la disconnessione si è sviluppata in parte a causa della crescente proporzione di carbonato sepolto nell'oceano aperto rispetto alla piattaforma continentale a causa del calo del livello del mare quando la Terra si è raffreddata e si sono formate le calotte glaciali continentali. Inoltre, le condizioni dell'oceano causarono la proliferazione di organismi produttori di carbonato dell'oceano aperto durante quel periodo di tempo.
"Il nostro lavoro fornisce nuove informazioni sui processi fondamentali e sui feedback del sistema Terra, che è fondamentale per informare le previsioni future dei cambiamenti climatici e del ciclo del carbonio, " disse Komar.
I ricercatori stanno attualmente lavorando a nuove tecniche per limitare la cronologia dei cambiamenti climatici e del ciclo del carbonio negli ultimi 66 milioni di anni.
