Crédito: NASA
Científicos de la Universidad de Cambridge y NTU Singapur han descubierto que las colisiones de placas tectónicas en cámara lenta arrastran más carbono al interior de la Tierra de lo que se pensaba anteriormente.
Descubrieron que el carbono atraído hacia el interior de la Tierra en las zonas de subducción, donde las placas tectónicas chocan y se sumergen en el interior de la Tierra, tiende a permanecer bloqueado en la profundidad, en lugar de resurgir en forma de emisiones volcánicas.
"Actualmente tenemos una comprensión relativamente buena de los depósitos superficiales de carbono y los flujos entre ellos, pero sabemos mucho menos sobre las reservas de carbono del interior de la Tierra, que ciclan el carbono durante millones de años". —Stefan Farsang
Sus hallazgos, publicados en Nature Communications, sugieren que solo alrededor de un tercio del carbono reciclado debajo de las cadenas volcánicas regresa a la superficie a través del reciclaje, en contraste con las teorías anteriores de que lo que baja en su mayoría vuelve a subir.
Una de las soluciones para hacer frente al cambio climático es encontrar formas de reducir la cantidad de CO2 en la atmósfera terrestre. Al estudiar cómo se comporta el carbono en las profundidades de la Tierra, que alberga la mayor parte del carbono de nuestro planeta, los científicos pueden comprender mejor todo el ciclo de vida del carbono en la Tierra y cómo fluye entre la atmósfera, los océanos y la vida en la superficie.
Las partes del ciclo del carbono que se comprenden mejor se encuentran en la superficie de la Tierra o cerca de ella, pero las reservas profundas de carbono desempeñan un papel clave en el mantenimiento de la habitabilidad de nuestro planeta mediante la regulación del CO atmosférico.2 niveles. "Actualmente tenemos un conocimiento relativamente bueno de los depósitos de carbono en la superficie y los flujos entre ellos, pero sabemos mucho menos sobre los depósitos de carbono en el interior de la Tierra, que ciclan el carbono durante millones de años", dijo el autor principal Stefan Farsang, quien realizó la investigación mientras estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.
Hay varias formas de liberar carbono a la atmósfera (como CO2) pero solo hay un camino en el que puede regresar al interior de la Tierra: a través de la subducción de placas. Aquí, el carbono de la superficie, por ejemplo en forma de conchas marinas y microorganismos que han bloqueado el CO atmosférico2 en sus caparazones, se canaliza hacia el interior de la Tierra. Los científicos habían pensado que gran parte de este carbono se devolvía a la atmósfera en forma de CO2 a través de las emisiones de los volcanes. Pero el nuevo estudio revela que las reacciones químicas que tienen lugar en las rocas tragadas en las zonas de subducción atrapan el carbono y lo envían más profundamente al interior de la Tierra, impidiendo que parte de él regrese a la superficie de la Tierra.
El equipo llevó a cabo una serie de experimentos en la instalación europea de radiación de sincrotrón. "La ESRF tiene instalaciones líderes en el mundo y la experiencia que necesitábamos para obtener nuestros resultados", dijo el coautor Simon Redfern, decano de la Facultad de Ciencias de NTU Singapur. , "La instalación puede medir concentraciones muy bajas de estos metales en las condiciones de alta presión y temperatura que nos interesan". Para reproducir las altas presiones y temperaturas de las zonas de subducción, utilizaron un 'yunque de diamante' calentado, en el que se logran presiones extremas presionando dos pequeños yunques de diamante contra la muestra.
El trabajo respalda la creciente evidencia de que las rocas carbonatadas, que tienen la misma composición química que la tiza, se vuelven menos ricas en calcio y más ricas en magnesio cuando se canalizan más profundamente en el manto. Esta transformación química hace que el carbonato sea menos soluble, lo que significa que no se absorbe en los fluidos que abastecen a los volcanes. En cambio, la mayoría del carbonato se hunde más profundamente en el manto donde eventualmente puede convertirse en diamante.
"Todavía hay mucha investigación por hacer en este campo", dijo Farsang. "En el futuro, nuestro objetivo es refinar nuestras estimaciones mediante el estudio de la solubilidad de carbonatos en un rango más amplio de temperatura, presión y en varias composiciones de fluidos".
Los hallazgos también son importantes para comprender el papel de la formación de carbonatos en nuestro sistema climático de manera más general. “Nuestros resultados muestran que estos minerales son muy estables y ciertamente pueden retener CO2 de la atmósfera a formas minerales sólidas que podrían resultar en emisiones negativas ”, dijo Redfern. El equipo ha estado investigando el uso de métodos similares para la captura de carbono, que mueve el CO atmosférico2 almacenado en rocas y océanos.
“Estos resultados también nos ayudarán a comprender mejores formas de bloquear el carbono en la Tierra sólida, fuera de la atmósfera. Si podemos acelerar este proceso más rápido de lo que la naturaleza lo maneja, podría resultar una ruta para ayudar a resolver la crisis climática ”, dijo Redfern.
Referencia: "Ciclo profundo del carbono restringido por la solubilidad del carbonato" por Stefan Farsang, Marion Louvel, Chaoshuai Zhao, Mohamed Mezouar, Angelika D. Rosa, Remo N. Widmer, Xiaolei Feng, Jin Liu y Simon AT Redfern, 14 de julio de 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-021-24533-7
