Scienziati dell’Università di Southampton hanno scoperto che estese catene di vulcani sono state responsabili sia dell’emissione che della rimozione dell’anidride carbonica atmosferica nel corso del tempo geologico: ciò avrebbe ha stabilizzato le temperature sulla superficie terrestre.
I ricercatori dell’Università di Sydney, dell’Australian National University (ANU), dell’Università di Ottawa e dell’Università di Leeds, hanno studiato l’impatto combinato dei processi sulla superficie terrestre, sugli oceani e sull’atmosfera negli ultimi 400 milioni di anni. I risultati sono pubblicati su Nature Geoscience.
La decomposizione naturale e la dissoluzione delle rocce sulla superficie terrestre è chiamata alterazione chimica: è di fondamentale importanza perché i prodotti degli agenti atmosferici (elementi come calcio e magnesio) vengono scaricati attraverso i fiumi negli oceani, dove formano minerali che bloccano la CO2. Questo meccanismo di feedback regola i livelli di CO2 atmosferica e, a sua volta, il clima globale, nel tempo geologico.
“A questo proposito, l’erosione della superficie terrestre funge da termostato geologico,” ha spiegato l’autore principale, Tom Gernon, professore associato di Scienze della Terra presso l’Università di Southampton e membro del Turing Institute. “I controlli sottostanti, però, si sono rivelati difficili da determinare a causa della complessità del sistema Terra“.
“Molti processi della Terra sono interconnessi e ci sono alcuni importanti ritardi tra i processi e i loro effetti,” ha affermato Eelco Rohling, professore di Ocean and Climate Change all’ANU e coautore dello studio. “Comprendere l’influenza relativa di processi specifici all’interno della risposta del sistema Terra è stato quindi un problema irrisolvibile“.
Per svelare questa complessità, il team ha costruito una nuova “rete terrestre”, che incorpora algoritmi di apprendimento automatico e ricostruzioni di tettoniche a placche. Ciò ha consentito di identificare le interazioni dominanti all’interno del sistema Terra e come si sono evolute nel tempo.
Il team ha scoperto che gli archi vulcanici continentali sono stati il fattore più importante dell’intensità dell’erosione negli ultimi 400 milioni di anni. Oggi, gli archi continentali comprendono catene di vulcani, ad esempio, nelle Ande in Sud America e nella Catena delle Cascate negli Stati Uniti. Questi vulcani sono alcune delle caratteristiche di erosione più alte e più veloci sulla Terra. Poiché le rocce vulcaniche sono frammentate e chimicamente reattive, vengono rapidamente erose dalle intemperie e finiscono negli oceani.
Martin Palmer, professore di Geochimica presso l’Università di Southampton e co-autore dello studio, ha spiegato: “E’ un atto di equilibrio. Da un lato, questi vulcani pompano fuori grandi quantità di CO2 che incrementa i livelli di CO2 atmosferica; dall’altro, questi stessi vulcani hanno contribuito a rimuovere quel carbonio attraverso rapide reazioni di erosione“.
Lo studio mette in dubbio un concetto di vecchia data secondo cui la stabilità climatica della Terra da decine a centinaia di milioni di anni riflette un equilibrio tra l’erosione del fondo marino e le masse continentali. “L’idea di un tale tiro alla fune geologico tra le masse continentali e il fondo marino come fattore dominante dell’erosione della superficie terrestre non è supportata dai dati,” ha evidenziato Gernon.
“Purtroppo, i risultati non significano che la natura ci salverà dal cambiamento climatico,” ha sottolineato il ricercatore. “Oggi, i livelli di CO2 nell’atmosfera sono i più alti degli ultimi 3 milioni di anni e le emissioni causate dall’uomo sono circa 150 volte maggiori delle emissioni di CO2 vulcaniche. Gli archi continentali che sembrano aver salvato il pianeta in passato semplicemente non sono presenti nella scala necessaria per aiutare a controbilanciare le attuali emissioni di CO2“.
I risultati del team, però, forniscono spunti critici su come la società potrebbe gestire l’attuale crisi climatica. L’erosione delle rocce potenziata artificialmente, in cui le rocce vengono polverizzate e sparse sul terreno per accelerare i tassi di reazione chimica, potrebbe svolgere un ruolo chiave nella rimozione sicura della CO2 dall’atmosfera. I risultati del team suggeriscono che tali schemi potrebbero essere implementati in modo ottimale utilizzando materiali vulcanici calcareo-alcalini (quelli contenenti calcio, potassio e sodio), come quelli che si trovano negli ambienti dell’arco continentale.
“Questa non è affatto una soluzione miracolosa per la crisi climatica: abbiamo urgentemente bisogno di ridurre le emissioni di CO2 in linea con i percorsi di mitigazione dell’IPCC, punto e basta. La nostra valutazione dei feedback dell’erosione a lungo termine può aiutare nella progettazione e valutazione di schemi di erosione potenziata su larga scala, che è solo uno dei passaggi necessari per contrastare il cambiamento climatico globale,” ha concluso Gernon.