Archi vulcanici continentali come questo in Kamchatka, Russia, sono rapidamente alterati, guidando la rimozione di CO2 dall'atmosfera nel tempo geologico. Credito:Tom Gernon, Università di Southampton
Scienziati dell'Università di Southampton hanno scoperto che estese catene di vulcani sono state responsabili sia dell'emissione che della rimozione dell'anidride carbonica atmosferica (CO 2 ) nel tempo geologico. Questo ha stabilizzato le temperature sulla superficie terrestre.
I ricercatori, lavorando con i colleghi dell'Università di Sydney, Università nazionale australiana (ANU), Università di Ottawa e Università di Leeds, esplorato l'impatto combinato dei processi nella Terra solida, oceani e atmosfera negli ultimi 400 milioni di anni. I loro risultati sono pubblicati sulla rivista Geoscienze naturali .
La decomposizione naturale e la dissoluzione delle rocce sulla superficie terrestre è chiamata alterazione chimica. È di fondamentale importanza perché i prodotti degli agenti atmosferici (elementi come calcio e magnesio) vengono scaricati negli oceani attraverso i fiumi, dove formano minerali che bloccano la CO 2 . Questo meccanismo di feedback regola la CO . atmosferica 2 livelli, e a sua volta il clima globale, nel tempo geologico.
"Nel rispetto, l'erosione della superficie terrestre funge da termostato geologico", dice l'autore principale Dr. Tom Gernon, Professore Associato di Scienze della Terra presso l'Università di Southampton, e un membro dell'Istituto Turing. "Ma i controlli sottostanti si sono rivelati difficili da determinare a causa della complessità del sistema Terra".
L'attuale vulcano ad arco continentale nella penisola di Kamchatka, Estremo Oriente russo. Credito:Tom Gernon, Università di Southampton
"Molti processi della Terra sono interconnessi, e ci sono alcuni importanti ritardi tra i processi e i loro effetti", spiega Eelco Rohling, Professore di Ocean and Climate Change all'ANU e coautore dello studio. "Comprendere l'influenza relativa di specifici processi all'interno della risposta del sistema Terra è stato quindi un problema irrisolvibile".
Per svelare la complessità, il team ha costruito una nuova "rete terrestre", incorporando algoritmi di apprendimento automatico e ricostruzioni tettoniche a placche. Ciò ha permesso loro di identificare le interazioni dominanti all'interno del sistema Terra, e come si sono evoluti nel tempo.
Il team ha scoperto che gli archi vulcanici continentali sono stati il fattore più importante dell'intensità degli agenti atmosferici negli ultimi 400 milioni di anni. Oggi, archi continentali comprendono catene di vulcani in, Per esempio, le Ande in Sud America, e le Cascades negli Stati Uniti. Questi vulcani sono alcune delle caratteristiche di erosione più alte e più veloci sulla Terra. Poiché le rocce vulcaniche sono frammentate e chimicamente reattive, sono rapidamente alterati e scaricati negli oceani.
Martin Palmer, Professore di Geochimica presso l'Università di Southampton e coautore dello studio, ha detto:"È un atto di bilanciamento. Da un lato, questi vulcani hanno pompato grandi quantità di CO 2 che ha aumentato la CO . atmosferica 2 livelli. D'altra parte, questi stessi vulcani hanno contribuito a rimuovere quel carbonio attraverso rapide reazioni di invecchiamento".
L'erosione chimica globale è stata dominata dagli archi vulcanici negli ultimi 400 milioni di anni (nella foto:un fiume che drena il vulcano Bakening, Penisola di Kamchatka, Russia). Credito:Tom Gernon, Università di Southampton
Lo studio mette in dubbio un concetto di vecchia data secondo cui la stabilità climatica della Terra da decine a centinaia di milioni di anni riflette un equilibrio tra l'erosione del fondo marino e gli interni continentali. "L'idea di un tale tiro alla fune geologico tra le masse continentali e il fondo marino come fattore dominante dell'erosione della superficie terrestre non è supportata dai dati, " afferma il dottor Gernon.
"Sfortunatamente, i risultati non significano che la natura ci salverà dal cambiamento climatico", sottolinea il dottor Gernon. "Oggi, CO . atmosferica 2 i livelli sono più alti che mai negli ultimi 3 milioni di anni, e le emissioni provocate dall'uomo sono circa 150 volte maggiori della CO . vulcanica 2 emissioni. Gli archi continentali che sembrano aver salvato il pianeta nel profondo passato semplicemente non sono presenti nella scala necessaria per aiutare a contrastare l'attuale CO 2 emissioni”.
Ma i risultati del team forniscono ancora spunti critici su come la società potrebbe gestire l'attuale crisi climatica. L'erosione delle rocce potenziata artificialmente, in cui le rocce vengono polverizzate e sparse sul terreno per accelerare i tassi di reazione chimica, potrebbe svolgere un ruolo chiave nella rimozione sicura della CO 2 dall'atmosfera. I risultati del team suggeriscono che tali schemi possono essere implementati in modo ottimale utilizzando materiali vulcanici calcareo-alcalini (quelli contenenti calcio, potassio e sodio), come quelli che si trovano negli ambienti dell'arco continentale.
"Questa non è affatto una soluzione proiettile d'argento alla crisi climatica:abbiamo urgente bisogno di ridurre le emissioni di CO 2 emissioni in linea con i percorsi di mitigazione IPCC, punto. La nostra valutazione dei feedback sugli agenti atmosferici su lunghi tempi può aiutare nella progettazione e valutazione di schemi di invecchiamento potenziato su larga scala, che è solo uno dei passi necessari per contrastare il cambiamento climatico globale", Il dottor Gernon conclude.
