I geologi dell’Istituto Di Tecnologia Del Massachusetts hanno scoperto che un minerale argilloso a fisarmonica, presente sui fondali marini, chiamato smectite, ha una sorprendente capacità di sequestrare il carbonio nel corso di milioni di anni. La scoperta, riportata su Nature Geoscience, potrebbe contribuire ad arginare gli effetti del riscaldamento globale per milioni di anni.
Al microscopio, un singolo granello di argilla assomiglia alle pieghe di una fisarmonica. Queste pieghe sono note per essere efficaci trappole per il carbonio organico. Ora la squadra di ricercatori del MIT ha dimostrato che le argille che trattengono il carbonio sono un prodotto della tettonica a placche: quando la crosta oceanica si schiaccia contro una placca continentale, può portare in superficie rocce che, nel tempo, si trasformano in minerali, come la smectite. Alla fine, i sedimenti argillosi si depositano nuovamente nell’oceano, dove intrappolano pezzi di organismi morti nelle loro microscopiche pieghe.
In questo modo il carbonio organico non viene consumato dai microbi ed espulso nell’atmosfera sotto forma di anidride carbonica. Nel corso di milioni di anni, la smectite può avere un effetto globale, contribuendo a raffreddare l’intero pianeta. Attraverso una serie di analisi, i ricercatori hanno dimostrato che la smectite è stata probabilmente prodotta dopo diversi grandi eventi tettonici negli ultimi 500 milioni di anni.
La smectite trattiene il carbonio
Durante ogni evento tettonico, le argille hanno intrappolato una quantità di carbonio sufficiente a raffreddare la Terra e a indurre la successiva era glaciale. I risultati sono i primi a dimostrare che la tettonica a placche può innescare ere glaciali attraverso la produzione di smectite che trattiene il carbonio. Queste argille si trovano oggi in alcune regioni tettonicamente attive e gli scienziati ritengono che la smectite continui a sequestrare il carbonio, assumendo il ruolo di cuscinetto naturale, anche se ad azione lenta, contro le attività di riscaldamento climatico dell’uomo.
“L’influenza di questi minerali argillosi ha implicazioni di ampia portata a sostegno dell’abitabilità dei pianeti“, ha spiegato Joshua Murray, studente laureato presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Atmosfera e Planetarie del MIT. “Potrebbe anche esserci un’applicazione moderna per queste argille nel compensare parte del carbonio che l’umanità ha immesso nell’atmosfera“, ha continuato Murray, che assieme a Oliver Jagoutz, professore di geologia al MIT, ha condotto lo studio.
I risultati
I risultati sono l’estensione di un precedente lavoro dell’equipe, che ha dimostrato che ciascuna delle principali ere glaciali della Terra è stata probabilmente innescata da un evento tettonico ai tropici. I ricercatori hanno scoperto che ognuno di questi eventi tettonici ha esposto all’atmosfera rocce oceaniche, chiamate ofioliti. Gli scienziati hanno avanzato l’idea che, quando si verifica una collisione tettonica in una regione tropicale, le ofioliti possono subire determinati effetti atmosferici, come l’esposizione al vento, alla pioggia e alle interazioni chimiche, che trasformano le rocce in vari minerali, tra cui le argille.
“Questi minerali di argilla, a seconda dei tipi creati, influenzano il clima in modi diversi“, ha detto Murray. All’epoca non era chiaro quali minerali potessero derivare da questo effetto atmosferico e se e come questi potessero contribuire direttamente al raffreddamento del pianeta. Quindi, sebbene sembrasse esserci un legame tra la tettonica a placche e le ere glaciali, l’esatto meccanismo con cui l’una poteva innescare l’altra era ancora ignoto.
I test e le verifiche
Con il nuovo studio, il gruppo di scienziati ha cercato di verificare se il processo tettonico di erosione tropicale da loro proposto avrebbe prodotto minerali in grado di intrappolare il carbonio e se le quantità fossero sufficienti a scatenare un’era glaciale globale. La squadra di ricercatori ha dapprima esaminato la letteratura geologica e ha raccolto dati sui modi in cui i principali minerali magmatici si degradano nel tempo e sui tipi di minerali argillosi prodotti nel tempo.
I geologi hanno poi inserito queste misurazioni in una simulazione che riproduceva l’invecchiamento di diversi tipi di roccia che sono noti per essere esposti nelle collisioni tettoniche. “Abbiamo osservato cosa succede a questi tipi di roccia quando si disgregano a causa degli agenti atmosferici e dell’influenza dell’ambiente tropicale, e quali minerali si formano di conseguenza“, ha affermato Jagoutz.
Successivamente, i ricercatori hanno inserito il prodotto finale di ogni minerale sottoposto agli agenti atmosferici, in una simulazione del ciclo del carbonio della Terra per vedere quale effetto potesse avere un determinato minerale, sia nell’interazione con il carbonio organico, come i frammenti di organismi morti, sia con quello inorganico, sotto forma di anidride carbonica nell’atmosfera.
Da queste analisi è emersa la presenza e l’effetto di un minerale: la smectite: non solo l’argilla era un prodotto naturale della tettonica tropicale, ma era anche molto efficace nel trattenere il carbonio organico. In teoria, la smectite sembrava, inoltre, avere un solido legame con la tettonica e le ere glaciali. Rimane sconosciuto se la quantità di questi minerali era tale da scatenare un’era glaciale.
