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El crecimiento de las montañas influye en el efecto invernadero

El crecimiento de las montañas influye en el efecto invernadero
Filtración activa del lecho de roca con fluidos de intemperismo de color marrón amarillento; Lushan – Taiwán. Crédito: Kristen Cook (GFZ)

Taiwán es una isla de extremos: severos terremotos y tifones golpean repetidamente la región y cambian el paisaje, a veces de manera catastrófica.



Esto convierte a Taiwán en un laboratorio fantástico para las geociencias. Los procesos de erosión, por ejemplo, ocurren hasta mil veces más rápido en el centro de la isla que en el extremo sur. Esta diferencia en las tasas de erosión influye en la meteorización química de las rocas y proporciona información sobre el ciclo del carbono de nuestro planeta en una escala de millones de años.

Un grupo de investigadores dirigido por Aaron Bufe y Niels Hovius del Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ) ahora ha aprovechado las diferentes tasas de erosión e investigado cómo la elevación y la erosión de las rocas determinan el equilibrio de las emisiones y la absorción de carbono. El resultado sorprendente: a altas tasas de erosión, los procesos de meteorización liberan dióxido de carbono; a bajas tasas de erosión, secuestran carbono de la atmósfera. El estudio se publicará en Nature Geoscience .

Detrás de todo esto están los procesos tectónicos y químicos. En las montañas de rápido crecimiento en particular, el levantamiento tectónico y la erosión traen constantemente material rocoso fresco desde el subsuelo. Allí se expone a la circulación de agua ácida que disuelve o altera la roca. Dependiendo del tipo de roca, esta meteorización tiene efectos muy diferentes sobre el clima de la Tierra. Por ejemplo, si el ácido carbónico del suelo entra en contacto con minerales de silicato , se precipita piedra caliza (carbonato de calcio o CaCO3), en la que el carbono se une durante mucho tiempo.

En el caso de una combinación de mineral sulfuroso, como pirita y piedra caliza, ocurre lo contrario. El ácido sulfúrico que se forma cuando la pirita entra en contacto con el agua y el oxígeno disuelve los minerales de carbonato, produciendo CO 2 . Se cree que esta relación entre la formación de montañas y la meteorización química afecta el clima de nuestro planeta en una escala de millones de años. Pero, ¿Cómo afecta exactamente el crecimiento de los Alpes o del Himalaya al clima? ¿Se acelera la meteorización por silicatos, provocando que el clima se enfríe? ¿O domina la disolución de la piedra caliza por el ácido sulfúrico , lo que aumenta la concentración de CO 2 atmosférico , con el consiguiente calentamiento global?

Esta pregunta puede responderse en el sur de Taiwán. Taiwán está ubicado en una zona de subducción , donde una placa oceánica se desliza bajo el continente asiático. Esta subducción provoca un rápido crecimiento de las montañas. Mientras que el centro de la isla se ha mantenido alto durante varios millones de años, el extremo sur acaba de emerger del mar. Allí, las montañas son de bajo relieve y se erosionan con relativa lentitud. Más al norte, donde las montañas son empinadas y altas, la roca fresca se lleva rápidamente a la superficie de la Tierra para que se integre. De manera útil, las rocas del sur de Taiwán son típicas de muchas cadenas montañosas jóvenes de todo el mundo, que contienen principalmente minerales de silicato con algo de carbonato y pirita.

El crecimiento de las montañas influye en el efecto invernadero
Sedimento fino metamorfoseado (esquisto) con grano de pirita (oro) y precipitación de carbonato (blanco). Crédito: Albert Galy, Université de Lorraine

En su estudio, los investigadores tomaron muestras de ríos que recolectan agua de estas montañas a diferentes tasas de erosión . A partir del material disuelto en los ríos, los investigadores estimaron la proporción de minerales de sulfuro, carbonato y silicato en la meteorización. Estos resultados les permitieron estimar tanto la cantidad de CO 2 que se secuestra como la cantidad de CO 2 liberada por las reacciones de intemperismo. El primer autor Aaron Bufe informa: «Encontramos que en la parte más al sur de Taiwán domina el secuestro de CO 2 atmosférico . Sin embargo, más al norte, donde las montañas se erosionan más rápido, dominan las tasas de meteorización de carbonatos y sulfuros y se libera CO 2 «.

Entonces, ¿la meteorización de las cadenas montañosas aumenta el CO 2 en la atmósfera? Aaron Bufe dice: «Podemos hacer declaraciones relativamente buenas sobre Taiwán. Parece que la meteorización química en el más activo de los cinturones montañosos es un emisor neto de CO 2 a la atmósfera debido a la meteorización química. Pero quizás la historia cambie cuando los sedimentos se lavaron de las montañas están atrapados en vastas llanuras aluviales, como al pie del Himalaya o los Alpes.

Estos sedimentos son a menudo ricos en silicatos, cuya erosión secuestrará CO 2 . Además, la formación de montañas trae no solo rocas sedimentarias con pirita y carbonato a la superficie de la Tierra, sino también tipos de rocas que se han formado a partir de magma solidificado y contienen muchos silicatos frescos que se meteorizan rápidamente. Los investigadores tienen que escalar algunas montañas antes de conocer completamente el efecto neto de la meteorización en el clima de la Tierra «.



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