Gli archi vulcanici continentali come questo in Kamchatka, in Russia, si stanno rapidamente alterando, rimuovendo l’anidride carbonica dall’atmosfera nel corso del tempo geologico. Credito: Tom Gernon, Università di Southampton

Gli scienziati dell’Università di Southampton hanno scoperto che grandi catene di vulcani erano responsabili sia dell’emissione che della rimozione dell’anidride carbonica (CO) dall’atmosfera.₂) nel tempo geologico. Temperature stabilizzate sulla superficie terrestre.

I ricercatori che lavorano con i colleghi dell’Università di Sydney, Università Nazionale Australiana (ANU), l’Università di Ottawa e l’Università di Leeds, hanno esplorato l’effetto combinato dei processi nella terraferma, negli oceani e nell’atmosfera negli ultimi 400 milioni di anni. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista scienze naturali della terra.

Il cracking naturale e la dissoluzione delle rocce sulla superficie terrestre sono chiamati agenti atmosferici chimici. È molto importante perché i prodotti degli agenti atmosferici (elementi come calcio e magnesio) scorrono attraverso i fiumi fino agli oceani, dove formano minerali che intrappolano l’anidride carbonica.₂. Questo meccanismo di feedback regola l’anidride carbonica atmosferica₂ livelli, e quindi il clima globale, nel tempo geologico.

“A questo proposito, il processo di alterazione degli agenti atmosferici sulla superficie terrestre agisce come un termostato geotermico”, afferma l’autore principale, il dott. Tom Gernon, professore associato di Scienze della Terra presso l’Università di Southampton e membro del Turing Institute. “Ma si è rivelato difficile determinare i controlli di base a causa della complessità del sistema Terra”.

Attuale vulcano ad arco continentale sulla penisola di Kamchatka, Estremo Oriente russo. Credito: Tom Gernon, Università di Southampton

“Molti processi della Terra sono interconnessi e ci sono alcuni ritardi temporali chiave tra i processi e i loro effetti”, spiega Eelco Rohling, professore di oceani e cambiamenti climatici all’ANU e coautore dello studio. “Quindi comprendere l’impatto relativo di alcuni processi all’interno della risposta del sistema terrestre è un problema irrisolvibile”.

Per scoprire la complessità, il team ha creato la nuova “Rete terrestre”, che incorpora algoritmi di apprendimento automatico e ricostruzioni tettoniche a placche. Ciò ha permesso loro di determinare le interazioni prevalenti all’interno del sistema Terra e come si sono evolute nel tempo.

Gli archi vulcanici hanno dominato l’erosione chimica globale negli ultimi 400 milioni di anni (nella foto: un fiume che drena il vulcano di Pechino, penisola di Kamchatka, Russia). Credito: Tom Gernon, Università di Southampton

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, gli archi continentali sono costituiti da catene di vulcani, ad esempio nelle Ande in Sud America e cascate negli Stati Uniti. Questi vulcani sono alcune delle caratteristiche di erosione più alte e più veloci sulla Terra. Poiché le rocce ignee sono frammentate e interagiscono chimicamente, vengono rapidamente colpite e fluiscono negli oceani.

Martin Palmer, professore di geochimica all’Università di Southampton e coautore dello studio, ha affermato: “È un atto di equilibrio. Da un lato, questi vulcani pompano grandi quantità di anidride carbonica”.₂ Che ha portato ad un aumento di anidride carbonica nell’atmosfera₂ livelli. D’altra parte, questi stessi vulcani hanno contribuito a rimuovere questo carbonio mediante rapide reazioni di invecchiamento. “

Lo studio mette in dubbio il concetto ben consolidato secondo cui la stabilità del clima terrestre da decine a centinaia di milioni di anni riflette un equilibrio tra l’erosione del fondo marino e le inclusioni continentali. “L’idea di una tale tensione geologica tra le masse terrestri e il fondo del mare come fattore dominante dell’erosione della superficie non è supportata dai dati”, afferma il dott. Gernon.

“Purtroppo, i risultati non significano che la natura ci salverà dal cambiamento climatico”, sottolinea il dott. Gernon. “Oggi, anidride carbonica nell’atmosfera₂ I livelli sono più alti che mai negli ultimi tre milioni di anni e le emissioni provocate dall’uomo sono circa 150 volte maggiori dell’anidride carbonica vulcanica.₂ emissioni. Gli archi continentali che sembrano aver salvato il pianeta nel profondo passato semplicemente non esistono nella scala necessaria per aiutare ad affrontare la CO2 oggi.₂ emissioni. “

Ma i risultati del team forniscono ancora importanti spunti su come la società sta gestendo l’attuale crisi climatica. L’erosione delle rocce industrialmente migliorata, in cui le rocce vengono frantumate e sparse sul terreno per accelerare i tassi di reazione chimica, potrebbe svolgere un ruolo chiave nella rimozione sicura dell’anidride carbonica.₂ Dall’aria. I risultati del team indicano che tali schemi possono essere implementati in modo ottimale utilizzando materiali ignei alcalini (quelli contenenti calcio, potassio e sodio), come quelli che si trovano negli ambienti dell’arco continentale.

“Questa non è affatto una panacea per la crisi climatica: abbiamo un disperato bisogno di ridurre la CO2₂ Emissioni in linea con i percorsi di mitigazione IPCC, punto e basta. La nostra valutazione dei feedback sugli agenti atmosferici per lunghi periodi di tempo può aiutare nella progettazione e valutazione di schemi di invecchiamento migliorati su larga scala, che sono solo uno dei passaggi necessari per affrontare il cambiamento climatico globale”, conclude il dott. Gernon.

Riferimento: “Emorragia chimica globale dominata dagli archi continentali dal Paleozoico medio” di Thomas M. Gernon, Thea K. Hinks, Andrew S. Meredith, Elko J. Rohling, Martin R. Palmer, Gavin L. Foster, Clement B. Patay e R. Dietmar Muller, 23 agosto 2021, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00806-0