Taiwan è un'isola di estremi:forti terremoti e tifoni colpiscono ripetutamente la regione e cambiano il paesaggio, a volte in modo catastrofico. Questo rende Taiwan un fantastico laboratorio per le geoscienze. Processi di erosione, Per esempio, si verificano fino a mille volte più velocemente nel centro dell'isola che nel suo estremo sud. Questa differenza nei tassi di erosione influenza l'erosione chimica delle rocce e fornisce informazioni sul ciclo del carbonio del nostro pianeta su una scala di milioni di anni.

Un gruppo di ricercatori guidato da Aaron Bufe e Niels Hovius del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze (GFZ) ha ora sfruttato i diversi tassi di erosione e ha studiato come il sollevamento e l'erosione delle rocce determinano l'equilibrio tra emissioni di carbonio e assorbimento. Il risultato sorprendente:ad alti tassi di erosione, i processi di invecchiamento rilasciano anidride carbonica; a bassi tassi di erosione, sequestrano carbonio dall'atmosfera. Lo studio sarà pubblicato su Geoscienze naturali .

Dietro tutto questo ci sono processi tettonici e chimici. In particolare nelle montagne in rapida crescita, il sollevamento tettonico e l'erosione portano costantemente materiale roccioso fresco dal sottosuolo. Lì è esposto all'acqua acida circolante che dissolve o altera la roccia. A seconda del tipo di roccia, questo disfacimento ha effetti molto diversi sul clima terrestre. Per esempio, se l'acido carbonico del terreno entra in contatto con minerali di silicato, precipitati di calcare (carbonato di calcio o CaCO3), in cui il carbonio è poi legato per un tempo molto lungo.

Nel caso di una combinazione di minerali solforosi, come la pirite, e calcare, accade il contrario. L'acido solforico che si forma quando la pirite entra in contatto con l'acqua e l'ossigeno dissolve i minerali carbonati, producendo così CO ₂ . Si pensa che questa relazione tra la costruzione di montagne e l'erosione chimica influenzi il clima del nostro pianeta su una scala di milioni di anni. Ma in che modo esattamente la crescita delle Alpi o dell'Himalaya influisce sul clima? L'erosione dei silicati accelera, facendo raffreddare il clima? Oppure domina la dissoluzione del calcare da parte dell'acido solforico, guidando la concentrazione di CO . atmosferica ₂ su, con conseguente riscaldamento globale?

A questa domanda si può rispondere nel sud di Taiwan. Taiwan si trova in una zona di subduzione, dove una placca oceanica scivola sotto il continente asiatico. Questa subduzione provoca una rapida crescita delle montagne. Mentre il centro dell'isola si erge da diversi milioni di anni, la punta meridionale è appena emersa dal mare. Là, le montagne hanno bassorilievo e si erodono relativamente lentamente. Più a nord, dove le montagne sono ripide e alte, la roccia fresca viene rapidamente portata sulla superficie terrestre per le intemperie. Utilmente, le rocce del sud di Taiwan sono tipiche di molte giovani catene montuose di tutto il mondo, contenente principalmente minerali di silicato con un po' di carbonato e pirite.

Nel loro studio, i ricercatori hanno campionato i fiumi che raccolgono l'acqua da queste montagne a diversi tassi di erosione. Dal materiale disciolto nei fiumi, i ricercatori hanno stimato la proporzione di solfuro, carbonato, e minerali di silicato negli agenti atmosferici. Questi risultati hanno permesso loro di stimare sia la quantità di CO ₂ che viene sequestrato e la quantità di CO ₂ liberato dalle reazioni degli agenti atmosferici. Il primo autore Aaron Bufe riporta, "Abbiamo scoperto che nella parte più meridionale di Taiwan, CO . atmosferica ₂ domina il sequestro. Però, più a nord, dove le montagne si stanno erodendo più velocemente, predominano i tassi di alterazione dei carbonati e dei solfuri e la CO ₂ è rilasciato."

Così, gli agenti atmosferici delle catene montuose aumentano la CO ₂ nell'atmosfera? Aaron Bufe dice, "possiamo fare affermazioni relativamente buone su Taiwan. Sembra che l'erosione chimica in questa catena montuosa più attiva sia un emettitore netto di CO ₂ nell'atmosfera a causa dell'erosione chimica. Ma, forse la storia cambia quando i sedimenti lavati dalle montagne vengono intrappolati in vaste pianure alluvionali; come ai piedi dell'Himalaya o delle Alpi.

Questi sedimenti sono spesso ricchi di silicati, il cui invecchiamento sequestrerà CO ₂ . Inoltre, la costruzione di montagne porta non solo rocce sedimentarie con pirite e carbonato sulla superficie terrestre, ma anche tipi di roccia che si sono formati da magma solidificato e contengono molti silicati freschi che si deteriorano rapidamente. I ricercatori devono scalare alcune montagne prima di conoscere appieno l'effetto netto degli agenti atmosferici sul clima della Terra".