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 absorbido 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 encerrado en las profundidades, en lugar de resurgir, en forma de emisiones volcánicas.
“Actualmente tenemos un conocimiento bastante 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. «- Stefan Farsang
Sus hallazgos, publicados en Comunicación de la naturaleza, sugieren que solo alrededor de un tercio del carbono reciclado bajo cadenas volcánicas regresa a la superficie a través del reciclaje, a diferencia de las teorías anteriores de que lo que en su mayoría baja aumenta.
Una de las soluciones para luchar contra el cambio climático es encontrar formas de reducir la cantidad de CO2 en la atmósfera terrestre. Al estudiar el comportamiento del 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 circula entre la atmósfera, los océanos y la vida en la superficie. .
Las partes mejor entendidas del ciclo del carbono 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 bastante 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 haciendo un doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.
Hay varias formas en que el carbono se libera a la atmósfera (como el CO2) pero solo hay una forma en 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 y microorganismos que han bloqueado el CO atmosférico2 en sus caparazones, se canaliza al interior de la Tierra. Los científicos creían que gran parte de este carbono se devolvía a la atmósfera en forma de CO.2 a través de las emisiones de los volcanes. Pero el nuevo estudio revela que las reacciones químicas que tienen lugar en las rocas envueltas en las zonas de subducción atrapan el carbono y lo envían más profundamente dentro de la Tierra, evitando que parte de él regrese a la superficie de la Tierra.
El equipo llevó a cabo una serie de experimentos en la Instalación de Radiación Sincrotrón Europea. «La ESRF tiene instalaciones de primera y la experiencia que necesitábamos para lograr nuestros resultados», dijo el coautor Simon Redfern, Decano de la Facultad de Ciencias de la NTU de Singapur. , “La instalación puede medir concentraciones muy bajas de estos metales bajo las condiciones de alta presión y temperatura que nos interesan. Para replicar 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 es absorbido por los fluidos que alimentan 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 esta área», dijo Farsang. “En el futuro, nuestro objetivo es refinar nuestras estimaciones mediante el estudio de la solubilidad de los carbonatos en un rango más amplio de temperatura y presión y en varias composiciones de fluidos. «
Los resultados 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 atrapar CO2 de la atmósfera en formas minerales sólidas que podrían resultar en emisiones negativas ”, dijo Redfern. El equipo analizó el uso de métodos similares para capturar carbono, que desplaza 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 maneja la naturaleza, podría resultar una forma de 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, Comunicación de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24533-7
