Erupția vulcanului Cleveland din Insulele Aleutine în 2006. Vulcanismul este una dintre principalele surse de dioxid de carbon în ciclul carbonului pe termen lung, care este compensat de chiuvete meteorice, care, printre altele, reprezintă procese importante conținute în Komar și modelul Zeebe. Credit foto: imaginea NASA, prin amabilitatea lui Jeff Williams
Prezicerea schimbărilor climatice viitoare necesită o înțelegere clară și diferențiată a climatului trecut al Pământului. Într-un studiu publicat astăzi (22 ianuarie 2021) în Progrese în științăUniversitatea din Hawaii (UH) din Mānoa a reconciliat pe deplin tendințele climatice și ciclul carbonului în ultimii 50 de milioane de ani, rezolvând o controversă care a fost dezbătută în literatura științifică de zeci de ani.
De-a lungul istoriei Pământului, clima globală și ciclul carbonului s-au schimbat semnificativ, dintre care unele au pus la îndoială înțelegerea noastră actuală a dinamicii ciclului carbonului.
Mai puțină dioxid de carbon din atmosferă răcește pământul și reduce degradarea stâncilor și a mineralelor pe uscat pe perioade lungi de timp. O intemperie mai mică ar trebui să conducă la o adâncime de compensare a calcitei (CCD) mai mică. Aceasta este adâncimea în ocean la care rata de ploaie a materialelor carbonatice este egală cu rata dizolvării carbonatului (cunoscută și sub denumirea de „linia de zăpadă”). Adâncimea CCD poate fi urmărită în trecutul geologic examinând conținutul de carbonat de calciu al miezurilor de sedimente de pe fundul mării.
Fostul absolvent de oceanografie Nemanja Komar și profesorul Richard Zeebe, ambii la Școala de Științe și Tehnologie a Oceanului și a Pământului UH Mānoa (SOEST), au folosit cel mai cuprinzător model computerizat de chimie a carbonatului oceanic și CCD până în prezent. Acesta a fost primul studiu care a legat cantitativ toate părțile importante ale ciclului carbonului de-a lungul erei cenozoice (în ultimii 66 de milioane de ani).
Scheletele fosile din marea adâncă, acum 45 de milioane de ani, găsite în miezurile de sedimente oferă oamenilor de știință abilitatea de a dat miezuri și de a deduce chimia oceanului, temperatura și multe altele. Credit foto: Stanley A. Kling. Scripps Institution of Oceanography Photographs
Contrar așteptărilor, înregistrările de carbonat de la adâncime sugerează că CCD-ul global s-a adâncit (nu s-a îngrămădit) odată cu scăderea dioxidului de carbon atmosferic (CO2) în ultimii 50 de milioane de ani, creând un mister despre ciclul carbonului.
„Poziția variabilă a paleo-CCD în timp poartă un semnal al dinamicii combinate a ciclului carbonului din trecut”, a spus Komar, autorul principal al studiului. „Urmărirea evoluției CCD în Cenozoic și identificarea mecanismelor responsabile de fluctuațiile sale sunt, prin urmare, importante pentru rezolvarea schimbărilor anterioare ale CO2 atmosferic, a intemperiilor și a înmormântării carbonatelor în adâncul mării. Pe măsură ce CO2 și temperatura au scăzut peste Era Cenozoică, CCD ar fi trebuit să roiască, dar înregistrările arată că într-adevăr s-a adâncit. “
Modelul computerizat al lui Komar și Zeebe le-a permis să studieze posibile mecanisme responsabile de tendințele pe termen lung observate și să ofere un mecanism pentru a concilia toate observațiile.
„În mod surprinzător, am constatat că răspunsul CCD a fost decuplat de schimbările în ratele de degradare a silicatului și carbonatului, ceea ce pune la îndoială ipoteza de lungă durată a flotabilității care atribuie răspunsul CCD unei creșteri a ratelor de degradare datorită formării Himalaya. iar contradicția rezultatelor noastre ”, a spus Komar.
Cercetările lor sugerează că separarea s-a dezvoltat parțial datorită proporției tot mai mari de carbonat îngropat în oceanul deschis față de platoul continental datorită scăderii nivelului mării pe măsură ce pământul s-a răcit și formării stratelor de gheață continentale. În plus, condițiile marine din această perioadă au provocat răspândirea organismelor producătoare de carbonat în oceanul deschis.
„Munca noastră oferă noi informații despre procesele fundamentale și buclele de feedback din sistemul Pământului, care sunt esențiale pentru prezicerea schimbărilor viitoare ale climei și ale ciclului carbonului”, a spus Komar.
Cercetătorii lucrează în prezent la noi tehnici pentru a restrânge cronologia schimbărilor climatice și ciclului carbonului din ultimii 66 de milioane de ani.
Referință: 22 ianuarie 2021, Progrese în știință.