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Turvando as águas: a quebra de rochas pode desempenhar um papel menor na regulação do clima do que se pensava
O desgaste das rochas na superfície da Terra pode remover menos gases do efeito estufa da atmosfera do que as estimativas anteriores, diz uma nova pesquisa da Universidade de Cambridge.
Por Erin Martin-Jones - 22/12/2020


A cachoeira Khone, rio Mekong - Crédito: E. Tipper


As pessoas passaram décadas procurando nos continentes por intempéries - então talvez agora precisemos começar a expandir para onde olhamos

Ed Tipper

As descobertas , publicadas no PNAS , sugerem que o mecanismo natural da Terra para remover o dióxido de carbono (CO 2 ) da atmosfera por meio do intemperismo das rochas pode na verdade ser mais fraco do que os cientistas pensavam - questionando o papel exato das rochas no alívio do aquecimento de milhões de anos.

A pesquisa também sugere que pode haver um sumidouro até então desconhecido extraindo CO 2 da atmosfera e impactando as mudanças climáticas em escalas de tempo longas, que os pesquisadores agora esperam encontrar.

O intemperismo é o processo pelo qual o dióxido de carbono atmosférico quebra as rochas e fica preso nos sedimentos. É uma parte importante do ciclo do carbono do nosso planeta, transportando o dióxido de carbono entre a terra, o mar e o ar, e influenciando as temperaturas globais.

“O intemperismo é como um termostato planetário - é a razão pela qual a Terra é habitável. Os cientistas há muito sugerem que é por isso que não temos um efeito estufa descontrolado como em Vênus ”, disse o autor principal Ed Tipper, do Departamento de Ciências da Terra de Cambridge. Ao bloquear o dióxido de carbono nos sedimentos, o intemperismo o remove da atmosfera em longos períodos, reduzindo o efeito estufa e diminuindo as temperaturas globais.

Os novos cálculos da equipe mostram que, em todo o mundo, os fluxos de intemperismo foram superestimados em até 28%, com maior impacto em rios em regiões montanhosas onde as rochas são quebradas mais rapidamente.

Eles também relatam que três dos maiores sistemas fluviais da Terra, incluindo os rios Yellow e Salween, com suas origens no Platô Tibetano e no Rio Yukon, na América do Norte, não absorvem dióxido de carbono em longas escalas de tempo - como se pensava.

Por décadas, o planalto tibetano foi invocado como um sumidouro de carbono de longo prazo e mediador do clima. Cerca de 25% dos sedimentos nos oceanos do mundo se originam do planalto.

“Um dos melhores lugares para estudar o ciclo do carbono são os rios, são as artérias dos continentes. Os rios são a ligação entre a Terra sólida e os oceanos - transportando sedimentos intemperizados da terra para os oceanos, onde seu carbono está preso nas rochas ”, disse Tipper.

“Os cientistas têm medido a química das águas dos rios para estimar as taxas de intemperismo por décadas”, disse a coautora Victoria Alcock “O sódio dissolvido é um dos produtos de intemperismo mais comumente medidos - mas mostramos que não é tão simples, e na verdade, o sódio geralmente vem de outro lugar. ”

O sódio é liberado quando os minerais de silicato, os blocos básicos de construção da maioria das rochas da Terra, se dissolvem em ácido carbônico - uma mistura de dióxido de carbono na atmosfera e na água da chuva.

No entanto, a equipe descobriu que nem todo o sódio vem desse processo de intemperismo. “Encontramos uma fonte adicional de sódio nas águas dos rios em todo o mundo”, disse a co-autora Emily Stevenson. “Esse sódio extra não é de rochas de silicato intemperizadas como outros estudos assumem, mas na verdade de argilas muito antigas que estão sendo erodidas nas bacias dos rios.”

Tipper e seu grupo de pesquisa estudaram oito dos maiores sistemas fluviais da Terra, uma missão envolvendo 16 temporadas de campo e milhares de análises de laboratório em busca de onde o sódio extra estava vindo.  

Eles encontraram a resposta em um 'gel' ensopado de argila e água - conhecido como piscina de troca catiônica - que é carregada por sedimentos de rio lamacentos.

O pool de troca é uma colmeia reativa de cátions - íons carregados positivamente como o sódio - que estão fracamente ligados às partículas de argila. Os cátions podem ser facilmente trocados do gel por outros elementos, como o cálcio na água do rio, um processo que pode levar apenas algumas horas.

Embora tenha sido descrito em solos desde a década de 1950, o papel que o reservatório de troca desempenha no fornecimento de sódio aos rios tem sido amplamente negligenciado.

“A composição química e isotópica das argilas na piscina de troca nos diz do que são feitas e de onde vêm”, disse o co-autor Alasdair Knight. “Sabemos que muitas das argilas carregadas por esses rios vêm de sedimentos antigos e sugerimos que parte do sódio do rio deve vir dessas argilas.”

As argilas foram originalmente formadas a partir da erosão continental há milhões de anos. Em sua jornada rio abaixo, eles coletaram cátions da água ao redor - sua piscina de troca pegando sódio ao chegar ao mar. Hoje, depois de serem erguidas do fundo do mar, essas antigas argilas - junto com seu sódio - estão sendo erodidas pelos rios modernos.

Esse sódio antigo, que pode sair das argilas na piscina de troca e entrar na água do rio, foi anteriormente confundido com os restos dissolvidos do intemperismo moderno.

“Gerar apenas um ponto de dados exigiu muito trabalho no laboratório e também tivemos que fazer muita matemática”, disse Stevenson. “É como desmisturar um bolo, usando uma abordagem forense para isolar os ingredientes-chave nos sedimentos, deixando para trás a piscina de troca e as argilas. As pessoas usam os mesmos métodos há muito tempo - e eles funcionam - mas conseguimos encontrar um ingrediente extra que fornece o sódio e precisamos dar conta disso. ”

“É graças ao trabalho árduo de muitos colaboradores e estudantes ao longo de muitos anos que nossas amostras tiveram o escopo para se familiarizar com este complexo processo químico em escala global”, disse Tipper.

Os cientistas agora não sabem o que mais poderia estar absorvendo o dióxido de carbono da Terra ao longo do tempo geológico. Não há candidatos certos - mas uma possibilidade controversa é que a vida está removendo carbono da atmosfera. Outra teoria é que a dissolução de silicato no fundo do oceano ou arcos vulcânicos pode ser importante. “As pessoas passaram décadas procurando nos continentes por intempéries - então talvez agora precisemos começar a expandir para onde olhamos”, disse Tipper.

 

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