7 Minute
Forajele noi din zonele adânci ale Oceanelor Sud-Atlantice au arătat că depozitele rupte de lavă de pe fundul mării reţin mult mai mult dioxid de carbon decât se credea anterior. Aceste straturi poroase de resturi vulcanice, cunoscute sub numele de breccie de lavă, funcţionează ca bureţi naturali pentru carbon pe măsură ce apa de mare circulă prin ele şi favorizează mineralizarea carbonică în interiorul porilor.
How rubble on the seafloor becomes a long-term carbon store
Gândiţi-vă la grămăzi de resturi vulcanice care alunecă lent pe flancurile unei montanii submarine. De-a lungul milioanelor de ani, fragmentele respective — numite breccie — sunt transportate şi înmormântate pe fundul oceanului. Când apa de mare percolează prin acest morman poros, reacţionează cu rocile vulcanice şi declanşează şiruri de reacţii chimice care transformă CO2 dizolvat în minerale solide, în special carbonat de calciu. Procesul include nu doar precipitare minerală, ci şi schimburi ionice şi microbiale care pot accelera fixarea carbonului în faze cristaline stabile.
Cercetătorii de la University of Southampton au analizat carote vechi de aproximativ şaizeci de milioane de ani, extrase din adâncurile Oceanului Sud-Atlantic, pentru a cuantifica cât carbon poate captura acest mecanism natural. Materialul a provenit din cadrul International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 390, inclusiv prelevări la Site U1557 realizate de pe nava de cercetare Joides Resolution. Această investigaţie a combinat metode petrograpfice, analize de elemente majore şi urme, precum şi tehnici de spectrometrie pentru a estima conţinutul de carbonat şi, implicit, cantitatea de CO2 mineralizat.
Dr. Rosalind Coggon examining cores of upper ocean crust lavas cored during IODP Expedition 390. Credit: Alyssa Stephens, IODP JRSO
What the drilling found—and why it surprised scientists
Analizele mineralogice şi măsurătorile geochimice indică faptul că aceste depozite de breccie conţin între de două şi patruzeci de ori mai mult CO2 decât fluxurile de lavă intacte examinate anterior. Motivul este simplu din punct de vedere fizic şi chimic: breccia este în egală măsură poroasă şi permeabilă. Spaţiile poroase permit circulaţia apei de mare pe perioade care pot dura milioane de ani, ceea ce oferă timp suficient pentru ca mineralele carbonatate să precipite şi să cimentizeze resturile, captivând astfel carbonul inorganic dizolvat.
După cum a explicat Dr. Rosalind Coggon, autor principal şi Royal Society Research Fellow la University of Southampton: 'Am recuperat primele carote ale acestui material după ce a petrecut zeci de milioane de ani transportat pe fundul mării. Aceste depuneri poroase şi permeabile au capacitatea de a stoca volume mari de CO2 din apa de mare în timp ce sunt treptat cimentate de minerale de carbonat de calciu.' Această observaţie subliniază rolul simultan de rezervor fizic (porozitate) şi reactor chimic (procese de alterare hidrotermală şi mineralizare) pe care îl au breccia de lavă în cadrul ciclului global al carbonului.
Scientific context: The long-term carbon cycle and mid-ocean ridges
Ciclul carbonului pe termen lung reglează concentraţia de CO2 atmosferic la scări geologice prin schimburi de carbon între interiorul Pământului, oceane şi atmosferă. Crestele medio-oceanice — zone unde plăcile tectonice se separă şi se formează crusta oceanică nouă — generează cantităţi vaste de rocă bazaltică. Pe măsură ce crusta proaspăt formată se răceşte şi se frânge, apa de mare pătrunde în fisuri şi porele rocii, facilitând reacţii care transferă elemente şi carbon între ocean şi litosferă. Aceste procese includ hidrotermalismul de la riduri şi alterarea alcalină a bazaltilor, care pot consuma sau produce specii de carbon în funcţie de condiţii.
Până în prezent, majoritatea studiilor s-au concentrat pe crusta bazaltică intactă şi pe alterările din curgeri massive şi foi panelare. Lucrarea de faţă scoate în evidenţă că breccia, generată prin eroziune şi transport de pe flancurile ridurilor, reprezintă un rezervor neglijat până acum. Practic, măruntaiele vulcanice se comportă atât ca un burete, cât şi ca o fabrică chimică lentă: apa de mare livrează CO2 dizolvat şi componente chimice, iar precipitaţia minerală transformă aceste substanţe în carbonat stabil pe perioade geologice.
Research vessel Joides Resolution. Credit: Dr. Rosalind Coggon
Implications for climate history and carbon budgets
Constatarea că breccia poate reţine mult mai mult CO2 are implicaţii directe asupra modului în care geoscienţii estimează sumarul rezervorului solid al Pământului pentru carbon. Dacă aceste depozite sunt răspândite la scară largă, ele ar putea modifica reconstrucţiile concentraţiilor atmosferice de CO2 din trecut şi ar putea ajuta la rafinarea modelelor privind regelarea climei terestre pe termen lung. Astfel, compararea ratelor de eliberare a CO2 vulcanic la riduri cu capacitatea oceanului de a extrage şi fixa geologic acel carbon devine mai precisă.
Dincolo de aplicaţiile pentru paleoclimatologie, descoperirea îmbunătăţeşte cunoştinţele de bază necesare pentru eventuale strategii de sechestrare geologică a carbonului. Procesul natural — mineralizarea condusă de apa de mare în rocile permeabile — oferă un exemplu real de fixare pe termen lung a carbonului, cu potenţial pentru modelare sau inspirare a proiectelor de stocare subterană care urmăresc transformarea CO2 în faze minerale stabile. Totuşi, implementarea practică ar necesita evaluări de riscuri, monitorizare pe termen lung şi o înţelegere detaliată a hidrogeologiei locale.
What the expedition involved
- Foraj şi prelevare de carote la IODP Site U1557 în cadrul Expedition 390, vizând crusta oceanică superioară şi breccia asociată.
- Analize petrograpfice şi geochimice pentru a cuantifica conţinutul de carbonat şi a estima stocarea CO2 în faze minerale.
- Evaluare comparativă faţă de lavele intacte prelevate anterior pentru a măsura creşterea conţinutului de carbon stocat (factor de 2–40x).
Expert Insight
'Această descoperire completează o lacună importantă din înţelegerea noastră privind puţurile de carbon de pe fundul mării,' afirmă Dr. Maya Singh, geochimist marin la Woods Hole Oceanographic Institution. 'Straturile de breccie sunt eterogene şi adesea trecute cu vederea, însă ele oferă reţele extinse de pori unde mineralizarea poate progresa pe scări temporale geologice. Incluzând aceste depozite în bilanţurile globale ale carbonului, vom obţine o imagine mai clară a mecanismelor terestre de reglare climatică pe termen lung.'
Pe măsură ce cercetătorii continuă să cartografieze alterarea cruste oceanice şi să cuantifice carbonul mineralizat, aceste rezervoare de resturi vor constitui o piesă critică a puzzle-ului — reamintindu-ne că fragmente mici de rocă, în combinaţie cu timp şi chimie adecvată, pot stoca volume uriaşe de carbon. În termeni practici, aceasta înseamnă că modelele de ciclare a carbonului, reconstrucţiile paleoclimate şi evaluările resurselor geologice trebuie actualizate pentru a reflecta rolul brecciei de lavă în stocarea pe termen lung a CO2. Rezultatele susţin, de asemenea, importanţa expediţiilor IODP şi a coratelor profunde ca sursă esenţială de date pentru ştiinţele Pământului şi schimbările climatice.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu