L’interno della Terra sta inghiottendo più carbonio di quanto si pensasse, intrappolandolo nelle profondità

credito: NASA

Scienziati dell’Università di Cambridge e della NTU di Singapore hanno scoperto che le lente collisioni delle placche tettoniche stanno attirando più carbonio all’interno della Terra di quanto si pensasse in precedenza.

Scoprono che il carbonio attratto all’interno della Terra nelle zone di subduzione – dove le placche tettoniche si scontrano e affondano nell’interno della Terra – tende a rimanere fuori dalla profondità, piuttosto che apparire come emissioni vulcaniche.

Le loro scoperte, pubblicate in Connessioni con la natura, suggerisce che circa un terzo del carbonio riciclato sotto le catene vulcaniche ritorna in superficie attraverso il riciclaggio, in contrasto con le teorie precedenti secondo cui ciò che cade torna principalmente in superficie.

Una soluzione per affrontare il cambiamento climatico è trovare modi per ridurre la quantità di anidride carbonica₂ nell’atmosfera terrestre. Studiando il comportamento del carbonio nelle profondità della Terra, che comprende la maggior parte del carbonio sul nostro pianeta, gli scienziati possono comprendere meglio l’intero ciclo di vita del carbonio sulla Terra e come scorre tra l’atmosfera, gli oceani e la vita in superficie.

Le parti più conosciute del ciclo del carbonio si trovano sulla o vicino alla superficie terrestre, ma le riserve di carbonio profonde svolgono un ruolo chiave nel mantenere l’abitabilità del nostro pianeta regolando l’anidride carbonica nell’atmosfera.₂ livelli. “Attualmente abbiamo una comprensione relativamente buona dei serbatoi di carbonio di superficie e dei flussi tra di essi, ma sappiamo poco delle riserve di carbonio interne della Terra, che fanno circolare il carbonio per milioni di anni”, ha affermato l’autore principale Stefan Farsang, che ha condotto la ricerca. Studente di dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Cambridge.

Esistono diversi modi per rilasciare il carbonio nell’atmosfera (come l’anidride carbonica₂Ma c’è solo un percorso attraverso il quale può tornare all’interno della Terra: attraverso la subduzione delle placche. Qui, il carbonio superficiale, ad esempio sotto forma di conchiglie e microrganismi che intrappolano l’anidride carbonica nell’atmosfera₂ Nei loro gusci, sono diretti nel terreno. Gli scienziati ritenevano che gran parte di questo carbonio fosse poi ritornato nell’atmosfera sotto forma di anidride carbonica₂ dalle emissioni dei vulcani. Ma il nuovo studio rivela che le reazioni chimiche 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 e “ESRF dispone di strutture leader a livello mondiale e dell’esperienza di cui abbiamo bisogno per ottenere i nostri risultati”, ha affermato il coautore Simon Redfern, preside della Facoltà di Scienze della 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 le temperature delle regioni in eruzione, hanno utilizzato una “incudine di diamante” calda, in cui si ottengono pressioni estreme premendo due piccole incudini diamantate sul campione.

Il lavoro supporta prove crescenti che le rocce carbonatiche, che hanno la stessa composizione chimica del gesso, diventano meno ricche di calcio e più ricche di magnesio quando vengono incanalate più in profondità nel mantello. Questo cambiamento chimico rende i carbonati meno solubili, il che significa che non sono attratti dai fluidi che alimentano i vulcani. Invece, la maggior parte dei carbonati affonda in profondità nel mantello dove alla fine potrebbe diventare diamante.

“C’è ancora molta ricerca da fare in questo settore”, ha detto Varsang. “In futuro, miriamo a migliorare le nostre stime studiando la solubilità dei carbonati a temperature, intervalli di pressione e in molte composizioni fluide più ampi”.

I risultati sono importanti anche per comprendere il ruolo della formazione di carbonati nel nostro sistema climatico in generale. I nostri risultati mostrano che questi minerali sono molto stabili e possono sicuramente intrappolare la CO₂ dall’atmosfera in forme minerali solide che possono portare a emissioni negative “, ha detto Redfern. Il team stava cercando di utilizzare metodi simili per catturare il carbonio che sposta l’anidride carbonica nell’atmosfera.₂ In deposito nelle rocce e negli oceani.

Questi risultati ci aiuteranno anche a capire modi migliori per sequestrare il carbonio nella Terra solida, al di fuori dell’atmosfera. Se possiamo accelerare questo processo più velocemente di quanto la natura stia gestendo, potrebbe essere un percorso per aiutare a risolvere la crisi climatica”, ha affermato Redfern.

Riferimento: “Il ciclo del carbonio profondo è limitato dalla solubilità dei carbonati” di Stephane Farsang, Marion Lovell, Chushuai Zhao, Mohamed Mezouar, Angelica Rosa, Remo N. Widmer, Xiaoli Feng, Jin Liu e Simon AT Redfern, 14 luglio, 2021, Connessioni con la natura.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24533-7