_ Apeninii centrali italieni sunt o sursă de CO₂, studiul constată

Munții activi tectonic joacă un rol important în reglarea naturală a CO2 a atmosferei. Procesele concurente au loc aici: La suprafața Pământului, eroziunea conduce procese de intemperii care absorb sau eliberează CO2, în funcție de tipul de rocă. La adâncime, încălzirea și topirea rocii carbonatice duce la degazarea CO2 la suprafață.

În Munții Apenini Italieni centrali, cercetătorii conduși de Erica Erlanger și Niels Hovius de la Centrul German de Cercetare pentru Geoștiințe GFZ și Aaron Bufe de la Ludwig-Maximilians-Universität München au investigat și echilibrat acum toate aceste procese într-o regiune pentru prima dată, folosind, printre altele, analize ale conținutului de CO2 din râurile și izvoarele de munte. Ei au descoperit că intemperii în această regiune duce la o absorbție generală de CO2.

Cu toate acestea, aceste procese apropiate de suprafață determină doar echilibrul CO2 în zonele cu o crustă groasă și rece. Pe partea de vest a Apeninilor Centrali, crusta este mai subtire si fluxul de caldura este mai mare. Acolo, degajarea de CO2 din adâncime este de până la 50 de ori mai mare decât absorbția de CO2 prin intemperii.

Per total, peisajul analizat este un emițător de CO2. Prin urmare, structura și dinamica scoarței Pământului controlează eliberarea de CO2 aici mai puternic decât intemperii chimice. Studiul a fost publicat astăzi în revista Nature Geoscience.

Rolul munților în bugetul de CO2 al Pământului

Pe lângă emisiile de CO2 produse de om, multe procese naturale, atât biologice, cât și geologice. — joacă, de asemenea, un rol în echilibrarea bugetului global de CO2. Peisajele montane modulează puternic ciclul carbonului și este important să se ia în considerare în mod adecvat concurența dintre emisiile de CO2 și absorbția de CO2 care au loc aici în modelele climatice.

Pe de o parte, rocile de pe suprafața Pământului sunt afectate de substanțe chimice. procese de dizolvare: eroziunea expune continuu roca, care, în funcție de tipul de rocă, se întâlnește cu viteze diferite și fie absoarbe, fie eliberează CO2. Mineralele silicate, de exemplu, leagă CO2 și formează calcar. La rândul său, degradarea mineralelor care conțin carbonat și sulfuri eliberează CO2.

O echipă de cercetare condusă de Aaron Bufe și Niels Hovius a investigat concurența eliberării și reducerii de CO2 din cauza intemperiilor într-un studiu suplimentar publicat în revista Science la începutul lunii martie. phys.org/news/2024-03-geologis … -ranges-largest.html">Ei au analizat influența ratei de eroziune asupra bilanţului CO2 folosind ca exemplu diverse regiuni muntoase din lume.

Cu toate acestea, construcția munților nu influențează doar rata de eroziune și de intemperii de pe suprafața Pământului, acolo unde plăcile tectonice alunecă una peste alta, încălzirea rocilor carbonatice din scoarță și manta poate duce la reacții chimice asociate cu emisiile de CO2.

„Studiile anterioare s-au concentrat adesea pe un singur proces și au tratat separat intemperii la suprafață și procesele la adâncime. Am vrut să schimbăm asta”, spune Niels Hovius.

Investigații în Apenini: degajarea sau stocarea CO2 – care proces domină?

Concurența dintre procesele de la suprafață și cele adânci. este acum centrul unui nou studiu realizat de Erica Erlanger, om de știință post-doctoral la GFZ și Université de Lorraine (Franța), Aaron Bufe, profesor de sedimentologie la LMU München și fost om de știință post-doctoral la GFZ, și Niels Hovius, șef al secției de geomorfologie la GFZ și profesor la Universitatea din Potsdam, împreună cu colegii din Franța, Italia, SUA și Elveția.

Apeninii centrali din Italia se dovedesc a fi o regiune deosebit de potrivită pentru acest studiu, după cum explică Erica Erlanger, prima autoare a studiului: „Această zonă face parte dintr-un lanț muntos activ cu zone apropiate de crusta groasă, rece și crusta subțire, caldă, permițându-ne să investigăm influența activității subterane. Condițiile climatice, precum și topografia și tipurile de roci de la suprafață sunt similare în întreaga zonă, deci nu ar trebui să existe diferențe mari în activitate de intemperii."

Eșantionarea și analiza conținutului de CO2

În Apeninii centrali de vest, grosimea crustei este de aproximativ 20 de kilometri, iar fluxul de căldură este de până la 100 de miliwați pe metru pătrat. , în timp ce crusta din est are o grosime de peste 40 de kilometri, cu un flux de căldură de aproximativ 30 de miliwați pe metru pătrat.

Cercetătorii au luat un total de 104 probe de apă în vestul Tevere și estul Aterno- Sistemele fluviale Pescara, 49 dintre ele în vara anului 2020 și 55 în iarna anului 2021, acoperind cele mai calde și secetoase anotimpuri și cele mai umede și reci pentru a estima fluxurile minime (vara) și maxime (iarna) de CO2.

Probele de apă sunt potrivite deoarece râurile și izvoarele transportă carbon, care provine atât din adâncimi, cât și din reacțiile de intemperii din apropierea suprafeței. Analiza chimică a probelor a inclus determinarea abundenței relative a diverșilor izotopi de carbon. Acestea pot oferi informații dacă carbonul provine dintr-o plantă sau din atmosferă sau a fost eliberat dintr-o rocă subdusă.

„Pe această bază, am putut calcula cantitățile de CO2 eliberate de intemperii sau din carbonați la adâncimi și cantitățile de CO2 legate de silicații degradați”, explică Erlanger.

Pentru a estima un echilibru general pentru bugetul de CO2 al Apeninii, cercetătorii au luat în considerare și estimări pentru substanțele anorganice. Emisiile de CO2 din gurile de gaze cunoscute din partea de vest a Apeninilor, precum și din schimbul organic de CO2.

Apeninii Centrali ca sursă netă de CO2, dar cu un bilanț de CO2 divizat

Echipa de cercetare a descoperit că procesele de intemperii din întreaga zonă de studiu captează predominant CO2 și nu îl eliberează. În mod remarcabil, totuși, acolo unde crusta este subțire și fluxul de căldură este mare, eliberarea de CO2 din adâncime depășește fluxurile de CO2 legate de intemperii cu un factor de 10 până la 50. În general, regiunea este, prin urmare, o sursă de CO2.

„Important, fluctuațiile emisiilor de CO2 din roca adâncă sunt mult mai mari decât fluctuațiile fluxurilor de intemperii chimice. Aceasta înseamnă că geodinamica regională din Apeninii centrali influențează cel mai puternic ciclul carbonului prin modularea eliberării de CO2 din adâncime, și nu prin impactul reacțiilor de intemperii”, rezumă Erica Erlanger.

„Pe baza evoluției geologice a zonei, estimăm că degajarea de CO2 din crustă și manta s-a produs probabil în ultimii 2 milioane de ani.”

„Investigațiile noastre vor contribui la o mai bună înțelegere a echilibrului real de CO2 pentru atmosferă și, astfel, la modele climatice mai bune pe termen lung”, spune Aaron Bufe. „De asemenea, ajută la clarificarea modului în care planeta noastră a menținut o gamă restrânsă de condiții care sunt favorabile vieții prin echilibrarea proceselor de degazare a CO2 și de stocare a CO2 în perioadele geologice.”

Niels Hovius spune: „Dacă dorim să investighează rolul munților pentru ciclul carbonului Pământului într-un sens mai general, chiar și întrebările geologice aparent simple vor necesita o abordare mai holistică De un interes deosebit sunt curturile muntoase tinere din punct de vedere geologic la limitele plăcilor, unde rocile carbonatice sunt probabil să predomine atât în ​​apropierea suprafeței. iar la profunzime.

„Regiunea mediteraneană de astăzi și alte lanțuri muntoase relativ tinere, cum ar fi arhipelagul indonezian, prezintă condiții geologice și tipuri de roci similare cu Apeninii centrali. Așadar, următoarea mare întrebare cu care ne confruntăm este dacă degazarea în tectonic activ zonele ar putea fi un fenomen global în spațiu și timp.”

(Fluierul)