I ricercatori che studiano le faglie di trasformazione oceanica descrivono una parte precedentemente sconosciuta del ciclo geologico del carbonio

Le rocce analizzate da Klein e dai suoi colleghi dai fianchi sommersi dell’Arcipelago di San Pietro e Paolo nella faglia trasformata oceanica di San Paolo, a circa 500 km dalla costa del Brasile, raccontano una storia affascinante e precedentemente sconosciuta su parti di il ciclo geologico del carbonio.

Le faglie trasformi, dove le placche tettoniche si muovono l’una accanto all’altra, costituiscono uno dei tre confini principali delle placche sulla Terra e sono lunghi circa 48.000 km a livello globale, mentre gli altri sono il sistema globale delle dorsali medio-oceaniche (circa 65.000 km) e le zone di subduzione (circa 55.000 km). chilometri).

Il ciclo del carbonio nelle dorsali medio-oceaniche e nelle zone di subduzione è studiato da decenni. Al contrario, gli scienziati hanno prestato relativamente scarsa attenzione alla CO₂ nelle faglie trasformate oceaniche. Le faglie trasformi sono state considerate luoghi “un po’ noiosi” per un bel po’ di tempo a causa della bassa attività magmatica che vi si trova, dice Klein. “Ciò che abbiamo ora messo insieme è che le rocce del mantello esposte lungo queste faglie di trasformazione oceanica rappresentano un bacino potenzialmente vasto per la CO”, afferma. La fusione parziale del mantello rilascia CO₂ che viene trascinato nel fluido idrotermale, reagisce con il mantello più vicino al fondale marino e lì viene catturato. Questa è una parte del ciclo geologico del carbonio che non era conosciuta prima”, afferma Klein, autore principale di un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Mineral Carbonation of Peridotite Fueled by Magmatic Degassing and Melt Impregnation in an Oceanic Transform Fault”. Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS).Perché le faglie di trasformazione non sono state prese in considerazione nelle stime precedenti della CO2 geologica globale₂ flussi, il trasferimento di massa di CO magmatica₂ al mantello oceanico alterato e all’acqua di mare potrebbe essere più grande di quanto si pensasse in precedenza”.

“La quantità di CO₂ emessa nelle faglie di trasformazione è trascurabile rispetto alla quantità di CO2 di origine antropica o prodotta dall’uomo₂“, afferma Klein. “Tuttavia, su scale temporali geologiche e prima che gli esseri umani emettessero così tanta CO₂le emissioni geologiche dal mantello terrestre – comprese le faglie di trasformazione – sono state una delle principali forze trainanti del clima terrestre”.

Come afferma il documento, “la CO2 antropogenica globale₂ si stima che le emissioni siano dell’ordine di 36 gigatonnellate (Gt) all’anno, facendo impallidire le stime delle emissioni geologiche medie (0,26 Gt all’anno) nell’atmosfera e nell’idrosfera. Tuttavia, su scale temporali geologiche, le emissioni di CO₂ provenienti dal mantello terrestre sono stati fondamentali nella regolazione del clima e dell’abitabilità della Terra, così come del C [carbon]-concentrazione nei serbatoi superficiali, compresi gli oceani, l’atmosfera e la litosfera.” Klein aggiunge che “questo avviene prima della combustione antropogenica dei combustibili fossili, ovviamente.”

“Per comprendere appieno i moderni cambiamenti climatici causati dall’uomo, dobbiamo comprendere le fluttuazioni climatiche naturali nel profondo passato della Terra, che sono legate alle perturbazioni del ciclo naturale del carbonio della Terra. Il nostro lavoro fornisce approfondimenti sui flussi di carbonio a lungo termine tra il mantello terrestre e il sistema oceano/atmosfera”, afferma il coautore Tim Schroeder, membro della facoltà del Bennington College, nel Vermont. “Grandi cambiamenti in tali flussi di carbonio nel corso di milioni di anni hanno reso il clima della Terra molto più caldo o più freddo di quanto lo sia oggi”.

Per comprendere meglio il ciclo del carbonio tra il mantello terrestre e l’oceano, Klein, Schroeder e colleghi hanno studiato la formazione di pietra ollare “e altri assemblaggi contenenti magnesite durante la carbonatazione minerale della peridotite del mantello” nella faglia trasformata di San Paolo, osserva l’articolo. “Alimentata dal magmatismo all’interno o al di sotto della zona radicale della faglia trasformata e dal successivo degasaggio, la faglia costituisce un condotto per la CO₂ricchi di fluidi idrotermali, mentre la carbonatazione della peridotite rappresenta un bacino potenzialmente vasto per la CO2 emessa₂.”

I ricercatori sostengono nel documento che “la combinazione di bassi livelli di fusione, che genera fusioni arricchite di elementi incompatibili, volatili e in particolare CO₂e la presenza di peridotite nelle faglie di trasformazione oceaniche crea condizioni favorevoli a un’estesa carbonatazione minerale.

Le rocce sono state raccolte utilizzando veicoli occupati da esseri umani durante una crociera del 2017 nell’area.

Trovare e analizzare queste rocce “è stato un sogno diventato realtà. Avevamo previsto la presenza di rocce del mantello oceanico alterate dai carbonati 12 anni fa, ma non siamo riusciti a trovarle da nessuna parte”, afferma Klein. “Siamo andati nell’arcipelago per esplorare l’attività idrotermale a bassa temperatura, e abbiamo fallito miseramente nel trovare tale attività lì. È stato incredibile che siamo riusciti a trovare queste rocce in una faglia di trasformazione, perché le abbiamo trovate per caso mentre cercavamo per qualcos’altro.”

Il finanziamento per questa ricerca è stato fornito dalla Dalio Ocean Initiative, dal Programma di ricerca e sviluppo indipendente dell’OMS e dalla National Science Foundation.