Vulcano Pavlof in Alaska. Credito:NASA Goddard Space Flight Center
Scienziati dell'Università di Cambridge e dell'NTU Singapore hanno scoperto che le collisioni al rallentatore delle placche tettoniche trascinano più carbonio all'interno della Terra di quanto si pensasse in precedenza.
Hanno scoperto che il carbonio attratto all'interno della Terra nelle zone di subduzione, dove le placche tettoniche si scontrano e si tuffano all'interno della Terra, tende a rimanere chiuso in profondità, piuttosto che riemergere sotto forma di emissioni vulcaniche.
Le loro scoperte, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , suggeriscono che solo circa un terzo del carbonio riciclato sotto le catene vulcaniche ritorna in superficie attraverso il riciclaggio, in contrasto con le teorie precedenti che ciò che scende per lo più torna su.
Una delle soluzioni per affrontare il cambiamento climatico è trovare modi per ridurre la quantità di CO 2 nell'atmosfera terrestre. Studiando come si comporta il carbonio nelle profondità della Terra, che ospita la maggior parte del carbonio del nostro pianeta, gli scienziati possono comprendere meglio l'intero ciclo di vita del carbonio sulla Terra, e come scorre tra l'atmosfera, oceani e la vita in superficie.
Le parti meglio comprese del ciclo del carbonio sono sulla superficie terrestre o nelle sue vicinanze, ma le riserve profonde di carbonio svolgono un ruolo chiave nel mantenimento dell'abitabilità del nostro pianeta regolando la CO . atmosferica 2 livelli. "Attualmente abbiamo una conoscenza relativamente buona dei serbatoi superficiali di carbonio e dei flussi tra di essi, ma so molto meno sui depositi di carbonio all'interno della Terra, che ciclano il carbonio per milioni di anni, " ha detto l'autore principale Stefan Farsang, che ha condotto la ricerca mentre un dottorato di ricerca. studente presso il Dipartimento di Scienze della Terra di Cambridge.
Esistono diversi modi per rilasciare il carbonio nell'atmosfera (come CO 2 ), ma c'è un solo percorso in cui può tornare all'interno della Terra:tramite la subduzione delle placche. Qui, carbonio superficiale, per esempio sotto forma di conchiglie e microrganismi che hanno bloccato la CO . atmosferica 2 nei loro gusci, è incanalato all'interno della Terra. Gli scienziati avevano pensato che gran parte di questo carbonio fosse poi restituito all'atmosfera sotto forma di CO 2 attraverso le emissioni dei vulcani. Ma il nuovo studio rivela che le reazioni chimiche che avvengono nelle rocce inghiottite nelle zone di subduzione intrappolano il carbonio e lo inviano più in profondità all'interno della Terra, impedendo che parte di esso ritorni sulla superficie terrestre.
Il team ha condotto una serie di esperimenti presso l'European Synchrotron Radiation Facility, "L'ESRF dispone di strutture leader a livello mondiale e dell'esperienza di cui avevamo bisogno per ottenere i nostri risultati, " ha detto il co-autore Simon Redfern, Preside del College of Science presso NTU Singapore, "La struttura può misurare concentrazioni molto basse di questi metalli alle condizioni di alta pressione e temperatura che ci interessano". Per replicare le alte pressioni e temperature delle zone di subduzione, usavano un'incudine di diamante riscaldata, " in cui si ottengono pressioni estreme premendo due minuscole incudini diamantate contro il campione.
Il lavoro supporta prove crescenti che le rocce carbonatiche, che hanno la stessa composizione chimica del gesso, diventano meno ricchi di calcio e più ricchi di magnesio quando vengono incanalati più in profondità nel mantello. Questa trasformazione chimica rende il carbonato meno solubile, il che significa che non viene attratto dai fluidi che alimentano i vulcani. Anziché, la maggior parte del carbonato sprofonda più in profondità nel mantello dove alla fine può diventare diamante.
"C'è ancora molta ricerca da fare in questo campo, " disse Farsang. "In futuro, miriamo a perfezionare le nostre stime studiando la solubilità dei carbonati a una temperatura più ampia, campo di pressione e in diverse composizioni di fluidi."
I risultati sono importanti anche per comprendere il ruolo della formazione di carbonati nel nostro sistema climatico più in generale. "I nostri risultati mostrano che questi minerali sono molto stabili e possono certamente bloccare la CO 2 dall'atmosfera in forme minerali solide che potrebbero provocare emissioni negative, " ha detto Redfern. Il team ha esaminato l'uso di metodi simili per la cattura del carbonio, che muove la CO . atmosferica 2 in deposito nelle rocce e negli oceani.
"Questi risultati ci aiuteranno anche a capire modi migliori per bloccare il carbonio nella Terra solida, fuori dall'atmosfera. Se possiamo accelerare questo processo più velocemente di quanto la natura lo gestisca, potrebbe rivelarsi un percorso per aiutare a risolvere la crisi climatica, " disse Redfern.
