Per molte centinaia di milioni di anni, la temperatura media sulla superficie della Terra ha variato di poco più di 20° Celsius, facilitando la vita sul nostro pianeta. Per mantenere temperature così stabili, la Terra deve avere un "termostato" che regola la concentrazione di anidride carbonica atmosferica su scale temporali geologiche, influenzando le temperature globali.
L'erosione e l'alterazione delle rocce sono parti importanti di questo "termostato". Un team guidato dal geologo della LMU Aaron Bufe e Niels Hovius del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze ha ora modellato l’influenza di questi processi sul carbonio nell’atmosfera. Il loro risultato sorprendente:CO2 la cattura attraverso le reazioni degli agenti atmosferici è maggiore nelle catene montuose a basso rilievo con tassi di erosione moderati e non dove i tassi di erosione sono più rapidi.
Gli agenti atmosferici si verificano quando la roccia è esposta all'acqua e al vento. "Quando i silicati si alterano, il carbonio viene rimosso dall'atmosfera e successivamente precipitato come carbonato di calcio. Al contrario, l'alterazione di altre fasi, come carbonati e solfuri o carbonio organico contenuto nelle rocce, rilascia CO2 . Queste reazioni sono in genere molto più veloci dell'erosione dei silicati," spiega Hovius.
"Di conseguenza, l'impatto della costruzione delle montagne sul ciclo del carbonio è complesso."
Per affrontare questa complessità, i ricercatori hanno utilizzato un modello di agenti atmosferici per analizzare i flussi di agenti atmosferici di solfuri, carbonati e silicati in una serie di regioni di studio mirate, come Taiwan e Nuova Zelanda, con ampi intervalli di tassi di erosione. Hanno pubblicato le loro scoperte su Science .
"Abbiamo scoperto comportamenti simili in tutti i luoghi, indicando meccanismi comuni", afferma Bufe.
Ulteriori modelli hanno mostrato la relazione tra erosione e CO2 -fluxes non è lineare, ma quello CO2 cattura dai picchi atmosferici ad un tasso di erosione di circa 0,1 millimetri all'anno. Quando i tassi sono più bassi o più alti, meno CO2 è sequestrato e CO2 potrebbero anche essere rilasciati nell'atmosfera.
"Gli alti tassi di erosione, come a Taiwan o in Himalaya, spingono gli agenti atmosferici a diventare CO2 fonte, perché ad un certo punto l'erosione dei silicati smette di aumentare con i tassi di erosione, mentre l'erosione dei carbonati e dei solfuri aumenta ulteriormente," spiega Bufe.
Nei paesaggi con tassi di erosione moderati, pari a circa 0,1 millimetri all'anno, i carbonati e i solfuri che si degradano rapidamente sono in gran parte esauriti, mentre i minerali di silicato sono abbondanti e resistenti alle intemperie.
Dove l’erosione è ancora più lenta di 0,1 millimetri all’anno, solo pochi minerali rimangono all’azione degli agenti atmosferici. La più grande CO2 I pozzi sono quindi catene montuose a basso rilievo come la Foresta Nera o la catena costiera dell'Oregon, dove i tassi di erosione si avvicinano al livello ottimale.
"Nel corso dei tempi geologici, la temperatura alla quale è impostato il 'termostato' della Terra dipende quindi fortemente dalla distribuzione globale dei tassi di erosione", afferma Bufe.
Per comprendere più dettagliatamente gli effetti dell'erosione sul sistema climatico terrestre, Bufe ritiene che gli studi futuri dovrebbero considerare anche i pozzi di assorbimento del carbonio organico e gli agenti atmosferici nelle pianure alluvionali.
Ulteriori informazioni: Aaron Bufe, CO2 il prelievo dovuto agli agenti atmosferici è massimizzato a tassi di erosione moderati, Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adk0957. www.science.org/doi/10.1126/science.adk0957
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito dall'Università Ludwig Maximilian di Monaco
