Wetenschappers van de Universiteit van Cambridge en NTU in Singapore hebben ontdekt dat langzame botsingen van tektonische platen meer koolstof in het binnenste van de aarde trekken dan eerder werd gedacht.
Ze ontdekken dat koolstof die in het binnenste van de aarde wordt getrokken in subductiezones – waar tektonische platen botsen en in het binnenste van de aarde zinken – de neiging heeft om uit de diepte te blijven, in plaats van te verschijnen als vulkanische emissies.
“We hebben momenteel een relatief goed begrip van koolstofreservoirs aan de oppervlakte en de stromen daartussen, maar we weten weinig over de interne koolstofvoorraden van de aarde, die koolstof over miljoenen jaren circuleren.” – Stephen Farsang
Hun bevindingen, gepubliceerd in Verbindingen met de natuur, suggereert dat ongeveer een derde van de koolstof die onder vulkanische ketens wordt gerecycled, via recycling naar de oppervlakte terugkeert, in tegenstelling tot eerdere theorieën dat wat valt meestal terug naar de oppervlakte gaat.
Een oplossing om klimaatverandering aan te pakken, is manieren vinden om de hoeveelheid kooldioxide te verminderen2 in de atmosfeer van de aarde. Door het gedrag van koolstof diep in de aarde te bestuderen, dat het grootste deel van de koolstof op onze planeet omvat, kunnen wetenschappers de hele levenscyclus van koolstof op aarde beter begrijpen, en hoe het tussen de atmosfeer, de oceanen en het leven aan de oppervlakte stroomt.
De best begrepen delen van de koolstofcyclus bevinden zich op of nabij het aardoppervlak, maar diepe koolstofvoorraden spelen een sleutelrol bij het handhaven van de bewoonbaarheid van onze planeet door het reguleren van koolstofdioxide in de atmosfeer.2 niveaus. “We hebben momenteel een relatief goed begrip van koolstofreservoirs aan de oppervlakte en de stromen daartussen, maar we weten weinig over de interne koolstofvoorraden van de aarde, die koolstof over miljoenen jaren circuleren”, zegt hoofdauteur Stefan Farsang, die het onderzoek uitvoerde. Promovendus bij de afdeling Aardwetenschappen van de Universiteit van Cambridge.
Er zijn een aantal manieren om koolstof terug in de atmosfeer te brengen (zoals koolstofdioxide)2Maar er is maar één pad waarlangs het kan terugkeren naar het binnenste van de aarde: via plaatsubductie. Hier oppervlaktekoolstof, bijvoorbeeld in de vorm van schelpen en micro-organismen die koolstofdioxide in de atmosfeer vasthouden2 In hun schelpen worden ze de grond in gericht. Wetenschappers geloofden dat veel van deze koolstof vervolgens terugkeerde naar de atmosfeer in de vorm van koolstofdioxide2 door uitstoot van vulkanen. Maar de nieuwe studie onthult dat chemische reacties in rotsen die worden opgeslokt in subductiezones koolstof vasthouden en dieper het binnenste van de aarde in sturen – waardoor een deel ervan niet terugkeert naar het aardoppervlak.
Het team voerde een reeks experimenten uit in de European Synchrotron Radiation Facility, en “ESRF heeft toonaangevende faciliteiten en de expertise die we nodig hebben om onze resultaten te krijgen”, zegt co-auteur Simon Redfern, decaan van de Faculteit Wetenschappen van NTU Singapore. “De faciliteit kan zeer lage concentraties van deze metalen meten onder de hoge druk- en temperatuuromstandigheden die voor ons van belang zijn.” Om de hoge drukken en temperaturen van de uitbarstingsgebieden na te bootsen, gebruikten ze een heet “diamant aambeeld”, waarin extreme drukken worden bereikt door twee kleine diamanten aambeelden op het monster te drukken.
Het werk ondersteunt steeds meer bewijs dat carbonaatgesteenten, die dezelfde chemische samenstelling hebben als krijt, minder calciumrijk en meer magnesiumrijk worden wanneer ze dieper in de mantel worden geleid. Deze chemische verschuiving maakt de carbonaten minder oplosbaar – wat betekent dat ze niet worden aangetrokken door de vloeistoffen die vulkanen leveren. In plaats daarvan zinken de meeste carbonaten diep in de mantel waar ze uiteindelijk diamant kunnen worden.
“Er moet op dit gebied nog veel onderzoek worden gedaan”, zei Varsang. “In de toekomst willen we onze schattingen verbeteren door de oplosbaarheid van carbonaten bij grotere temperaturen, drukbereiken en in veel vloeistofsamenstellingen te bestuderen.”
De bevindingen zijn ook belangrijk voor het begrijpen van de rol van carbonaatvorming in ons klimaatsysteem in het algemeen. Onze resultaten laten zien dat deze mineralen zeer stabiel zijn en zeker CO . kunnen vasthouden2 van de atmosfeer naar vaste minerale vormen die tot negatieve emissies kunnen leiden, “zei Redfern. Het team was aan het kijken naar vergelijkbare methoden om de koolstof op te vangen die koolstofdioxide in de atmosfeer brengt.2 In opslag in rotsen en oceanen.
Deze resultaten zullen ons ook helpen betere manieren te begrijpen om koolstof op te slaan in de vaste aarde, buiten de atmosfeer. Als we dit proces sneller kunnen versnellen dan de natuur aankan, kan het een manier zijn om de klimaatcrisis op te lossen”, aldus Redfern.
Referentie: “De diepe koolstofcyclus wordt beperkt door de oplosbaarheid van carbonaten” door Stephane Farsang, Marion Lovell, Chushuai Zhao, Mohamed Mezouar, Angelica Rosa, Remo N. Widmer, Xiaoli Feng, Jin Liu en Simon AT Redfern, 14 juli, 2021, Verbindingen met de natuur.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24533-7
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
