Bjergvækst påvirker drivhuseffekten

Taiwan er en ø af ekstremer:Alvorlige jordskælv og tyfoner rammer gentagne gange regionen og ændrer landskabet, nogle gange katastrofalt. Dette gør Taiwan til et fantastisk laboratorium for geovidenskab. Erosion processer, for eksempel, forekomme op til tusind gange hurtigere i midten af ​​øen end i dens sydligere. Denne forskel i erosionshastigheder påvirker den kemiske forvitring af sten og giver indsigt i vores planets kulstofkredsløb på en skala af millioner af år.

En gruppe forskere ledet af Aaron Bufe og Niels Hovius fra det tyske forskningscenter for geovidenskab (GFZ) har nu draget fordel af de forskellige erosionshastigheder og undersøgt, hvordan hævning og erosion af sten bestemmer balancen mellem kulstofemissioner og -optagelse. Det overraskende resultat:ved høje erosionsrater, forvitringsprocesser frigiver kuldioxid; ved lave erosionsrater, de binder kulstof fra atmosfæren. Undersøgelsen vil blive offentliggjort i Natur Geovidenskab .

Bag alt dette ligger tektoniske og kemiske processer. Især i hurtigt voksende bjerge, tektonisk løft og erosion bringer konstant frisk stenmateriale op fra undergrunden. Der udsættes den for cirkulerende surt vand, som opløser eller ændrer klippen. Afhængig af stentypen, denne forvitring har meget forskellige virkninger på Jordens klima. For eksempel, hvis kulsyre fra jorden kommer i kontakt med silikatmineraler, kalksten (calcium-carbonat eller CaCO3) bundfalder, hvori kulstoffet så er bundet i meget lang tid.

I tilfælde af en kombination af svovlholdigt mineral, såsom pyrit, og kalksten, det modsatte sker. Svovlsyren, der dannes, når pyrit kommer i kontakt med vand og ilt, opløser carbonatmineraler, derved producerer CO ₂ . Dette forhold mellem bjergbygning og kemisk forvitring menes at påvirke vores planets klima i en skala af millioner af år. Men hvordan påvirker væksten af ​​Alperne eller Himalaya klimaet præcist? Accelererer silikatforvitring, får klimaet til at køle af? Eller dominerer opløsningen af ​​kalksten med svovlsyre, driver koncentrationen af ​​atmosfærisk CO ₂ op, med tilhørende global opvarmning?

Dette spørgsmål kan besvares i det sydlige Taiwan. Taiwan ligger i en subduktionszone, hvor en havplade glider ind under det asiatiske kontinent. Denne subduktion forårsager hurtig bjergvækst. Mens midten af ​​øen har stået højt i flere millioner år, sydspidsen er netop dukket op af havet. der, bjergene har lavt relief, og de eroderer relativt langsomt. Længere mod nord, hvor bjergene er stejle og høje, frisk sten bringes hurtigt til jordens overflade for at forvitre. Med fordel, klipperne i det sydlige Taiwan er typiske for mange unge bjergkæder rundt om i verden, indeholder hovedsageligt silikatmineraler med noget carbonat og pyrit.

I deres undersøgelse, forskerne prøvede floder, der samler vand fra disse bjerge ved forskellige erosionshastigheder. Fra materialet opløst i floderne, forskerne estimerede andelen af ​​sulfid, karbonat, og silikatmineraler i forvitringen. Disse resultater gjorde det muligt for dem at estimere både mængden af ​​CO ₂ der er sekvestreret og mængden af ​​CO ₂ frigivet af vejrligsreaktionerne. Første forfatter Aaron Bufe rapporterer, "Vi fandt ud af, at i den sydligste del af Taiwan, atmosfærisk CO ₂ sekvestration dominerer. Imidlertid, længere mod nord, hvor bjerge eroderer hurtigere, carbonat- og sulfidforvitringshastigheder dominerer og CO ₂ er løsladt."

Så, øger forvitring af bjergkæder CO ₂ i atmosfæren? Aaron Bufe siger, "Vi kan komme med relativt gode udtalelser om Taiwan. Det ser ud til, at kemisk forvitring i dette mest aktive af bjergbælter er en nettoudleder af CO2 ₂ til atmosfæren på grund af kemisk forvitring. Men, måske ændrer historien sig, når sedimenter skyllet ned fra bjergene er fanget i store alluviale sletter; som ved foden af ​​Himalaya eller Alperne.

Disse sedimenter er ofte rige på silikater, hvis forvitring vil binde CO ₂ . Ud over, bjergbygning bringer ikke kun sedimentære bjergarter med pyrit og karbonat til jordens overflade, men også bjergarter, der er dannet af størknet magma og indeholder mange friske silikater, der forvitrer hurtigt. Forskere har nogle bjerge at bestige, før vi fuldt ud kender nettoeffekten af ​​forvitring på jordens klima."