Усиленное химическое выветривание: решение климатического кризиса?

29 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Петра Гигерих, Университет Иоганна Гутенберга, Майнц

Может ли смешивание щебня с пахотной почвой снизить глобальную температуру? Исследователи из Университета Майнца изучили события глобального потепления, произошедшие 40 и 56 миллионов лет назад, чтобы найти ответы. Их исследовательская работа недавно была опубликована в журнале Nature Geoscience.

На Земле становится все жарче, и последствия этого стали очевидны этим летом по всему миру. Если оглянуться назад в геологическую историю, то глобальное потепление не является чем-то необычным: около 56 миллионов лет назад, в период, известный как палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ), температура выросла в среднем на 5–8° по Цельсию. Это развитие, скорее всего, было связано с усилением вулканизма и связанным с этим выбросом углекислого газа в атмосферу. Более высокие температуры сохранялись около 200 000 лет.

Еще в 2021 году профессор Филип Погге фон Страндманн из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) уже исследовал эффект, который в конечном итоге привел к глобальному похолоданию и восстановлению климата после потепления ПЭТМ. Короче говоря, дождевая вода соединилась с атмосферным углекислым газом, в результате чего образовалась углекислота, которая вызвала усиленное выветривание породы, высвободив таким образом кальций и магний.

Затем реки перенесли кальций, магний и углекислоту в океаны, где кальций, магний, а также углекислый газ собрались вместе, образовав нерастворимый известняк.

«Другими словами, существует эффект обратной связи, который помогает контролировать климат. Высокие температуры ускоряют процесс химического выветривания горных пород, снижая уровень углекислого газа в атмосфере, позволяя климату восстановиться», — сказал Погге фон Страндманн.

Потепление климата произошло снова через 16 миллионов лет после PETM во время климатического оптимума среднего эоцена или MECO. Хотя вулканическая активность привела к выбросу в атмосферу примерно такого же количества углекислого газа, как и во время PETM, для стабилизации климата потребовалось гораздо больше времени. Эффект потепления длился огромные 400 000 лет, вдвое дольше, чем в ПЭТМ. Почему восстановление в этот период шло так медленно?

В поисках ответа Погге фон Страндманн и соавторы, в том числе первый автор Алекс Краузе, начали анализировать океанические карбонаты и глинистые минералы возрастом 40 миллионов лет, чтобы сравнить результаты с результатами аналогичных примеров возрастом 56 миллионов лет. .

«Как и во время PETM, в MECO также наблюдалось усиленное выветривание и эрозия. Однако 40 миллионов лет назад на поверхности Земли было гораздо меньше обнаженных пород. Вместо этого Земля была широко покрыта глобальным тропическим лесом, почва которого в основном состояли из глинистых минералов», — пояснил исследователь.

В отличие от камня глина не выветривается; на самом деле это продукт выветривания. «Поэтому, несмотря на высокие температуры, широко распространенная глинистая почва препятствовала эффективному выветриванию горных пород - процессу, известному как защита почвы», - сказал геолог.

Как мы можем использовать эти знания в современном мире? «Мы изучаем палеоклимат, чтобы определить, можем ли мы положительно повлиять на наш нынешний климат и каким образом. Одним из вариантов может быть ускорение химического выветривания горных пород. Чтобы достичь этого, мы могли бы вспахивать наши поля мелко измельченной породой», — сказал Погге фон Страндманн. Мелкозернистые частицы породы будут быстро разрушаться, что приведет к связыванию атмосферного углекислого газа, что позволит климату восстановиться.