При помощи микроэлемента рения ученые показали, что в результате выветривания горных пород углекислый газ не поглощается, а, наоборот, выделяется. Для этого они отобрали пробы воды, определили уровень рения в них и провели масштабную количественную оценку с помощью моделирования. В результате авторы работы обнаружили, что из-за выветривания в атмосферу попадает 68 мегатонн углекислого газа в год, что сравнимо с выбросами газа от вулканов. Открытие позволит лучше прогнозировать потепление климата. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Углекислый газ (CO2) относится к парниковым. Такие газы удерживают тепло на Земле. Из-за этого температура планеты растет, что ведет к глобальному потеплению. Есть множество источников углекислого газа. Например, в горных породах находится огромное количество остатков древних растений и животных. Долгое время считалось, что при естественном разрушении пород в результате химических реакций (выветривание) минералы могут связываться с CO2. Таким образом они участвуют в углеродном цикле Земли и регулируют температуру планеты. Однако в недавнем исследовании ученые впервые показали, что выветривающиеся породы, наоборот, могут быть источником значительных выбросов. Это связано с тем, что находящийся в остатках углерод вблизи поверхности окисляется кислородом воздуха с выделением углекислого газа.
Команда исследователей измерила, сколько CO2 выделяется в результате выветривания. Для этого они использовали индикаторный элемент — металл рений, который выделяется в воду в результате реакции между кислородом и углеродом в горных породах. Авторы отбирали пробы воды, определяли уровень рения в них и по нему вычисляли количество углекислого газа. А чтобы увеличить масштабы исследования без отбора проб из каждой реки, ученые выяснили, где органический углерод в поверхностном слое подвергается наиболее быстрому воздействию. «Мы загрузили все наши данные в суперкомпьютер в Оксфорде, моделируя сложное взаимодействие физических, химических и гидрологических процессов. Собрав воедино эту огромную планетарную головоломку, мы смогли, наконец, оценить общее количество углекислого газа, выделяемого этими породами при выветривании и выдыхании их древнего углерода в воздух», — говорят авторы.
Оказалось, что во многих обширных областях выветривание пород было источником CO2. В основном это горные хребты, в которых осадочные породы особенно обнажены. К ним авторы относят Гималаи, Скалистые горы и Анды. Подсчеты показали, что в результате выветривания каждый год в атмосферу попадает 68 мегатонн углекислого газа. Ученые утверждают: «Это примерно в 100 раз меньше, чем современные выбросы CO2 человеком при сжигании ископаемого топлива, но это похоже на то, сколько CO2 выделяется вулканами по всему миру, что означает, что он является ключевым игроком в естественном углеродном цикле Земли». Они также считают, что в периоды, когда горы только формировались, выбросы могли быть еще больше. Это могло сильно влиять на климат в прошлом.
«Хотя выброс углекислого газа в результате выветривания горных пород невелик по сравнению с современными выбросами человека, улучшенное понимание этих природных потоков поможет нам лучше прогнозировать наш углеродный след», — заключили авторы.
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
