El interior de la Tierra está absorbiendo más carbono de lo que se pensaba

Volcán Pavlof de Alaska. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center

Científicos de la Universidad de Cambridge y NTU Singapur han descubierto que las colisiones a cámara lenta de placas tectónicas arrastran más carbono al interior de la Tierra de lo que se pensaba.

Encontraron que el carbono arrastrado al 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 la profundidad, en lugar de resurgir en forma de emisiones volcánicas.

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 de la Tierra. 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 mejor comprendidas del ciclo del carbono se encuentran en la superficie de la Tierra o cerca de la tierra, pero los almacenes profundos de carbono juegan un papel clave en el mantenimiento de la habitabilidad de nuestro planeta mediante la regulación del CO atmosférico2 Niveles. "Actualmente tenemos una comprensión relativamente buena de los reservorios superficiales de carbono y los flujos entre ellos, pero sabemos mucho menos sobre los almacenes interiores de carbono de la Tierra, que ciclo de carbono durante millones de años", dijo el autor principal Stefan Farsang, quien llevó a cabo la investigación mientras era estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.

Hay varias maneras de liberar carbono de vuelta a la atmósfera (como CO2) pero sólo hay un camino en el que puede regresar al interior de la Tierra: a través de la subducción de placas. En este caso, el carbono superficial, por ejemplo en forma de conchas marinas y microorganismos que han bloqueado el CO atmosférico2 en sus conchas, se canaliza hacia el interior de la Tierra. Los científicos habían pensado que gran parte de este carbono se devolvía a la atmósfera como CO2 a través de las emisiones de los volcanes. Pero el nuevo estudio revela que las reacciones químicas que tienen lugar en rocas tragadas en 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 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 de interés para nosotros". Para replicar las altas presiones y temperaturas de las zonas de subducciones, utilizaron un "yunque de diamante" calentado, en el que las presiones extremas se logran presionando dos pequeños yunques de diamante contra la muestra.

El trabajo apoya la creciente evidencia de que las rocas carbonatas, 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 ve arrastrado a los fluidos que suministran 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 del carbonato 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 bloquear el CO2 de la atmósfera a formas minerales sólidas que podrían resultar en emisiones negativas", dijo Redfern. El equipo ha estado estudiando el uso de métodos similares para la captura de carbono, que mueve el CO atmosférico2 en el almacenamiento en las rocas y los océanos.

"Estos resultados también nos ayudarán a entender 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 ser una ruta para ayudar a resolver la crisis climática", dijo Redfern.

phys.org