Wnętrze Ziemi pochłania więcej węgla niż myślimy

Nowe badania sugerują, że Ziemia pochłania więcej węgla ze swojej atmosfery, niż wcześniej sądzili naukowcy. To odkrycie może zmienić niektóre prognozy dotyczące zmian klimatycznych, ale to nie oznacza, że możemy odetchnąć z ulgą.

Zaktualizowane odkrycia wskazują, że około jedna trzecia węgla przedostającego się do wnętrza Ziemi pozostaje pod jej powierzchnią zamknięta. Wcześniej sądzono, że prawie wszystko jest uwalniane z powrotem do atmosfery w wyniku erupcji wulkanów.

Ponieważ podziemne magazyny dwutlenku węgla znajdują się tam, gdzie znajduje się większość dwutlenku węgla naszej planety, wiedza o tym, jak te magazyny działają i ewoluują, pomoże nam w ustaleniu cyrkulacji CO₂ w atmosferze.

„Obecnie mamy stosunkowo dobrą wiedzę na temat powierzchniowych zbiorników węgla i przepływów między nimi, ale znacznie mniej wiemy o podziemnych magazynach węgla na Ziemi, które przetrzymują węgiel przez miliony lat” – mówi materiałoznawca Stefan Farsang z Uniwersytetu Cambridge. w UK.

W jaki sposób węgiel trafia do wnętrza Ziemi? Za pomocą subdukcji płyt: czyli zderzenie w zwolnionym tempie i wypaczenie płyt tektonicznych, które zabierają pod ziemię szczątki organizmów magazynujących węgiel.

Naukowcy przeprowadzili symulację reakcji chemicznych zachodzących w tektonicznej płycie skalnej przy użyciu akceleratora cząstek Europejskiego Zakładu Promieniowania Synchrotronowego. Byli w stanie wytworzyć wysokie ciśnienie i superwysokie temperatury w strefach subdukcji, modelując w ten sposób, to co może się dziać we wnętrzu Ziemi.

Zespół odkrył, że skały węglanowe stają się mniej bogate w wapń, a bardziej zasobne w magnez, gdy są kierowane głębiej w płaszcz Ziemi. Dzięki czemu nie rozpuszczają się tak łatwo i nie są wciągane do płynów zasilających wulkany. Zamiast tego większość węglanu najwyraźniej opada głębiej i może ostatecznie zamienić się w diament – pochłaniając węgiel zebrany z atmosfery przez osady oceaniczne.

„Nasze wyniki pokazują, że te minerały są bardzo stabilne i z pewnością mogą zatrzymywać CO₂ z atmosfery w postaci stałych minerałów, co może skutkować ujemną emisją” – mówi fizyk Simon Redfern z Uniwersytetu Technologicznego Nanyang (NTU) w Singapurze.

„Wyniki te pomogą nam również lepiej zrozumieć sposoby blokowania węgla w płaszczu Ziemi, czyli poza atmosferą. Jeśli uda nam się przyspieszyć ten proces, może to okazać się drogą do rozwiązania kryzysu klimatycznego”.

Węgiel jest stale wychwytywany z atmosfery na różne sposoby – na przykład przez gleby i oceany – a naukowcy zastanawiają się, czy te procesy można przyspieszyć. Zdaniem badaczy lepsze zrozumienie cyklu węglowego zachodzącego między atmosferą, oceanami i wnętrzem Ziemi powinno okazać się przydatne w wyznaczaniu przyszłego kursu.

Oczywiście ustalenie, co dzieje się głęboko pod powierzchnią Ziemi w długich skalach czasowych, jest niesamowicie trudną nauką. Naukowcy są gotowi do przeprowadzenia dalszych badań, aby zebrać więcej danych.

Badania zostały opublikowane w Nature Communications.