L’interazione tra la crosta oceanica e l’anidride carbonica (CO₂) presente nell’atmosfera influenza i cicli climatici e chimici del pianeta, ma esistono meccanismi che rimangono poco esplorati nella loro regolazione su scala globale. Uno studio pubblicato su Nature Geoscience mostra quanta anidride carbonica può rimanere intrappolata negli accumuli di detriti di lava che si trovano sotto il fondo marino, noti come brecce di scarpata. Questa scoperta fornisce dati su come il fondo marino agisca come un importante serbatoio per la Terra.
Come le rocce del fondo marino intervengono nel ciclo del carbonio
“Gli oceani sono ricoperti di rocce vulcaniche che si formano sulle dorsali oceaniche, man mano che le placche tettoniche si separano e creano nuova crosta oceanica. Questa attività vulcanica libera CO₂ dalle profondità della Terra verso l’oceano e l’atmosfera”, ha spiegato la dott.ssa Rosalind Coggon dell’Università, autrice principale dello studio.
Ha aggiunto: “Tuttavia, i bacini oceanici non sono solo un deposito di acqua di mare. L’acqua marina scorre attraverso le fessure della lava in fase di raffreddamento da milioni di anni e reagisce con le rocce, trasferendo elementi tra l’oceano e la roccia. Questo processo elimina la CO₂ dall’acqua e la immagazzina in minerali come il carbonato di calcio nella roccia”.
Il team di ricerca ha quantificato per la prima volta la quantità di carbonio che questi depositi, che nell’Atlantico meridionale raggiungono un’età di circa 61 milioni di anni, sono in grado di immagazzinare. Le analisi dei nuclei estratti consentono di stabilire che, dopo 40 milioni di anni di cementazione da parte del carbonato, le fessure contengono circa il 7,5% in peso di CO₂ proveniente dall’acqua di mare, una proporzione che moltiplica da 2 a 40 volte il contenuto trovato nella crosta oceanica superiore esaminata in ricerche precedenti.
Gli scienziati stimano che la quantità di fessure di talus presenti nelle zone in cui il fondale marino si forma lentamente è così grande che queste rocce potrebbero trattenere una parte significativa della CO₂ che viene rilasciata quando si crea nuova crosta vulcanica nell’oceano.
La ricerca sottolinea che, quando le placche tettoniche si separano più lentamente, si verificano più fratture e crolli sul fondo del mare. Pertanto, in queste zone si formano più fratture del pendio. Ciò significa che, in diversi momenti della storia della Terra, la quantità di anidride carbonica intrappolata sul fondo dell’oceano potrebbe variare a seconda della velocità con cui si formava la nuova crosta oceanica.
Il team di scienziati ha analizzato perforazioni profonde lungo un settore dell’Atlantico meridionale e ha selezionato aree di crosta oceanica di età compresa tra 7 e 61 milioni di anni. Il campionamento ha incluso il recupero di fino a 340 metri di crosta oceanica, utilizzando registrazioni sismiche e diverse tecniche di laboratorio per analizzare la composizione e i processi di cementazione dei depositi.
I ricercatori hanno misurato la composizione chimica e la porosità di ciascun componente delle brecce, consentendo di calcolare il contenuto di CO₂ presente. Lo studio mostra che queste brecce hanno molti spazi vuoti tra le rocce, con una porosità media superiore al 19% del volume totale. Questi spazi vuoti si riempiono gradualmente con minerali come la calcite e altri carbonati, un processo che può durare decine di milioni di anni.
Grazie a questo meccanismo, possono trattenere l’anidride carbonica in forma solida. Le analisi hanno rivelato che la quantità di CO₂ immagazzinata in queste rocce varia dal 4,9% al 14,1% del peso totale di ciascun campione, con una media del 7,5%.
Il futuro della conoscenza sullo stoccaggio naturale del carbonio
L’identificazione di questo pozzo costringe a riconsiderare le stime sul ciclo globale del carbonio, in particolare quelle associate allo scambio di carbonio tra la crosta oceanica, i mari e l’atmosfera su scale temporali di milioni di anni.
La scoperta indica che il volume delle brecce di talus accumulate nelle dorsali a espansione lenta ha la capacità di assorbire una frazione considerevole della CO₂ emessa durante il vulcanismo di formazione della crosta oceanica, e che questo meccanismo potrebbe essere replicato su scala globale in tutti i margini tettonici simili.
Lo studio suggerisce che attualmente la produzione globale di crosta oceanica raggiunge i 3,4 chilometri quadrati all’anno e che i flussi di CO₂ associati possono arrivare al 20% o più del totale emesso nella generazione della crosta.
I ricercatori avvertono che l’evoluzione storica dei tassi di crescita della crosta e l’abbondanza di questi depositi potrebbero aver segnato grandi oscillazioni nel ciclo climatico della Terra. L’applicazione di queste conoscenze consentirà di modellare con maggiore precisione l’influenza degli oceani e dei processi tettonici nella regolazione dell’atmosfera.
