Le imponenti vette delle Ande Meridionali non solo modellano il profilo del Sud America, ma influenzano anche silenziosamente l’atmosfera terrestre. Un nuovo studio, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters, ha scoperto che la disgregazione naturale delle rocce in questa catena montuosa rimuove circa l’1% di anidride carbonica (CO₂) dall’atmosfera ogni anno. Analizzando i fiumi e le sorgenti termali che drenano la regione, i ricercatori hanno scoperto che le reazioni chimiche tra acqua e roccia consumano maggiori quantità di CO₂, suggerendo un ruolo globale molto più importante delle montagne nella regolazione del clima del pianeta.
L’erosione chimica, il processo al centro di questo studio, si verifica ogni volta che l’acqua piovana o di disgelo interagisce con la roccia. Quando l’acqua filtra attraverso il terreno o attraverso le pietre esposte, utilizza la CO₂ presente nell’aria per formare un acido debole che dissolve lentamente i minerali. Questa reazione consuma CO₂ e rilascia forme disciolte di carbonio (principalmente ioni bicarbonato) che i fiumi trasportano negli oceani. Lì, il carbonio può finire intrappolato nei sedimenti, come il calcare, rimuovendolo di fatto dall’atmosfera per milioni di anni. È uno dei pozzi di carbonio naturali a lungo termine della Terra, che opera silenziosamente ma costantemente sullo sfondo del sistema climatico del pianeta.
Lo studio
La ricercatrice Amanda Peña-Echeverría, dell’Università del Cile, e i suoi colleghi hanno esplorato come questo processo si svolge in una delle regioni montuose più dinamiche della Terra.
Le Ande si estendono lungo il confine occidentale del Sud America e sono sia tettonicamente attive che ricche di vulcani, esponendo continuamente nuova roccia all’atmosfera. Il team ha raccolto campioni da fiumi e sorgenti geotermiche nelle Ande meridionali e ne ha misurato la composizione chimica e isotopica. Analizzando la miscela di elementi disciolti, sono riusciti a identificare quali minerali si stavano decomponendo, dove si verificavano le reazioni e quanta CO₂ atmosferica veniva consumata nel processo.
I ricercatori hanno calcolato che il carbonio totale esportato da questi fiumi equivale a circa 0,0013 petagrammi di carbonio all’anno. Ciò rappresenta fino all’1% del carbonio rilasciato a livello globale attraverso l’alterazione dei silicati nei continenti e lo 0,1% della superficie totale delle rocce silicatiche del mondo.
L’elevata efficienza di questo prelievo di carbonio è potenziata dai sistemi idrotermali della regione. L’acqua calda che circola attraverso le rocce vulcaniche può aumentare il carico di silicati nei fiumi di bacino fino all’81%, dimostrando che i tassi di esportazione di silicati per alterazione variano tra le 30 e le 400 tonnellate per chilometro quadrato all’anno nei bacini campionati.
L’effetto delle montagne sull’atmosfera
Sebbene un prelievo dell’1% di CO₂ atmosferica globale nelle Ande meridionali possa sembrare piccolo, rappresenta un flusso di carbonio elevato per una singola catena montuosa. Se tassi simili si verificano anche in altre catene montuose attive e archi vulcanici, come l’Himalaya e l’Anello di Fuoco del Pacifico, l’effetto globale complessivo dell’erosione sulla CO₂ atmosferica potrebbe essere molto più ampio di quanto stimato in precedenza dagli scienziati.
Le montagne sono da tempo riconosciute come motori di erosione, ma questa ricerca ne evidenzia anche l’importanza come catalizzatori del cambiamento chimico. Con l’innalzamento delle Ande, le precipitazioni e lo scioglimento dei ghiacciai ne asportano continuamente la superficie, esponendo nuova roccia che reagisce con l’acqua e l’aria.
I sistemi idrotermali, come le numerose sorgenti termali della regione, accelerano ulteriormente queste reazioni, aumentando l’assorbimento di CO₂. Insieme, questi fattori rendono le Ande meridionali un depuratore naturale di carbonio eccezionalmente efficiente.
Tuttavia, gli scienziati sottolineano che i loro calcoli comportano una certa incertezza. I fiumi campionati rappresentano solo una frazione del sistema montuoso e le condizioni variano notevolmente nei diversi bacini idrografici.
La potenza del pozzo di carbonio dipende dal tipo di roccia presente, dalla quantità di precipitazioni e dal tasso di erosione, tutti fattori che possono variare anche all’interno di una singola valle.
C’è anche la questione della permanenza: sebbene l’erosione rimuova CO₂ dall’atmosfera, parte di quel carbonio potrebbe successivamente tornare attraverso emissioni vulcaniche o altri processi geologici. Ciononostante, l’entità del prelievo osservato nelle Ande è sufficientemente ampia da richiedere attenzione.
Il ciclo del carbonio
Lo studio sottolinea anche quanto dinamico possa essere il ciclo del carbonio su scale temporali geologiche. L’erosione chimica agisce come un termostato planetario: quando la CO₂ atmosferica aumenta, le temperature globali aumentano, accelerando l’erosione e attirando altra CO₂ fino al ripristino dell’equilibrio.
Al contrario, se i livelli di CO₂ scendono troppo, le condizioni più fredde rallentano le reazioni, consentendo alla CO₂ di accumularsi nuovamente. Questo feedback naturale ha contribuito a mantenere l’abitabilità della Terra per centinaia di milioni di anni, anche se le eruzioni vulcaniche e gli spostamenti continentali hanno modificato radicalmente la superficie del pianeta.
Guardando al futuro, i risultati sollevano nuovi interrogativi su come il cambiamento climatico potrebbe influenzare questi processi. L’aumento delle temperature potrebbe alterare l’andamento delle precipitazioni, lo scioglimento dei ghiacciai e il flusso dei fiumi, tutti fattori che influenzano il ritmo del processo di meteorizzazione. In alcune aree, un maggiore deflusso potrebbe migliorare la rimozione di CO₂; in altre, condizioni di maggiore siccità potrebbero rallentarla. Le attività umane potrebbero anche modificare la chimica e l’idrologia dei paesaggi montani, potenzialmente modificandone l’efficienza di assorbimento del carbonio.
Il ruolo delle montagne nella regolazione dell’atmosfera
Sebbene foreste e oceani siano spesso considerati i principali serbatoi di carbonio naturali del pianeta, questo studio dimostra che anche la Terra solida svolge un ruolo misurabile nella regolazione dell’atmosfera.
Il processo di meteorizzazione delle Ande meridionali rimuove attivamente l’anidride carbonica attraverso reazioni chimiche ben note, fornendo un contributo quantificabile al ciclo globale del carbonio. Ogni evento piovoso e sistema fluviale nella regione contribuisce in modo incrementale alla riduzione a lungo termine della CO₂, dimostrando che gli ambienti montani possono svolgere un ruolo significativo nel mantenimento dell’equilibrio atmosferico.
Con l’estensione della ricerca ad altre catene montuose e archi vulcanici, gli scienziati stanno iniziando ad affinare le stime globali dell’erosione e a rivalutare la quantità di carbonio bloccata da questi processi geologici. Le Ande possono sembrare immobili, ma i dati mostrano che la loro continua erosione esercita un’influenza costante sulla chimica atmosferica.
Lungi dall’essere uno sfondo passivo, le catene montuose del mondo sono componenti attive del sistema di regolazione del carbonio terrestre e fondamentali per comprendere come il pianeta stabilizzi il suo clima nel tempo.
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