L'altération des roches à la surface de la Terre peut éliminer moins de gaz à effet de serre de l'atmosphère que les estimations précédentes, dit une nouvelle recherche de l'Université de Cambridge.

Les résultats, Publié dans PNAS , suggèrent le mécanisme naturel de la Terre pour éliminer le dioxyde de carbone (CO 2 ) de l'atmosphère via l'altération des roches peut en fait être plus faible que les scientifiques ne l'avaient pensé, remettant en question le rôle exact des roches dans l'atténuation du réchauffement sur des millions d'années.

La recherche suggère également qu'il pourrait y avoir un évier jusqu'alors inconnu qui dessine du CO 2 de l'atmosphère et impactant les changements climatiques sur de longues échelles de temps, que les chercheurs espèrent désormais trouver.

L'altération est le processus par lequel le dioxyde de carbone atmosphérique décompose les roches et se retrouve ensuite piégé dans les sédiments. C'est une partie importante du cycle du carbone de notre planète, la navette du dioxyde de carbone entre la terre, mer et air, et influencer les températures mondiales.

"La météo est comme un thermostat planétaire - c'est la raison pour laquelle la Terre est habitable. Les scientifiques ont longtemps suggéré que c'est pourquoi nous n'avons pas d'effet de serre incontrôlable comme sur Vénus, " a déclaré l'auteur principal Ed Tipper du Département des sciences de la Terre de Cambridge. En emprisonnant le dioxyde de carbone dans les sédiments, l'altération l'élimine de l'atmosphère sur de longues périodes, réduire l'effet de serre et abaisser les températures mondiales.

Les nouveaux calculs de l'équipe montrent que, à travers le monde, les flux d'altération ont été surestimés jusqu'à 28%, avec le plus grand impact sur les rivières dans les régions montagneuses où les roches se décomposent plus rapidement.

Ils rapportent également que trois des plus grands systèmes fluviaux de la Terre, y compris les rivières Jaune et Salween voisines avec leurs origines sur le plateau tibétain et le fleuve Yukon d'Amérique du Nord, n'absorbent pas le dioxyde de carbone sur de longues périodes, comme on l'avait pensé.

Pendant des décennies, le plateau tibétain a été invoqué comme puits de carbone à long terme et médiateur du climat. Environ 25 % des sédiments des océans du monde proviennent du plateau.

"L'un des meilleurs endroits pour étudier le cycle du carbone sont les rivières, ce sont les artères des continents. Les rivières sont le lien entre la Terre solide et les océans, transportant les sédiments altérés de la terre vers les océans où leur carbone est emprisonné dans les roches, " dit Tipper.

« Les scientifiques mesurent la chimie des eaux des rivières pour estimer les taux d'altération depuis des décennies, " a déclaré la co-auteur Victoria Alcock " Le sodium dissous est l'un des produits d'altération les plus couramment mesurés, mais nous avons montré que ce n'est pas si simple, et en fait le sodium vient souvent d'ailleurs."

Le sodium est libéré lorsque les minéraux silicatés, les éléments de base de la plupart des roches terrestres, se dissoudre dans l'acide carbonique, un mélange de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et d'eau de pluie.

Cependant, l'équipe a découvert que tout le sodium ne provenait pas de ce processus d'altération. « Nous avons trouvé une source supplémentaire de sodium dans les eaux des rivières du monde entier, " a déclaré la co-auteur Emily Stevenson. " Ce sodium supplémentaire ne provient pas de roches silicatées altérées, comme d'autres études le supposent, mais en fait de très vieilles argiles qui s'érodent dans les bassins versants."

Tipper et son groupe de recherche ont étudié huit des plus grands systèmes fluviaux de la Terre, une mission impliquant 16 saisons sur le terrain et des milliers d'analyses en laboratoire à la recherche d'où venait ce sodium supplémentaire.

Ils ont trouvé la réponse dans un « gel » d'argile et d'eau – connu sous le nom de bassin d'échange de cations – qui est emporté par les sédiments boueux de la rivière.

Le pool d'échange est une ruche réactive de cations - des ions chargés positivement comme le sodium - qui sont faiblement liés aux particules d'argile. Les cations peuvent facilement être échangés hors du gel contre d'autres éléments comme le calcium dans l'eau de rivière, un processus qui peut prendre quelques heures.

Bien qu'elle soit décrite dans les sols depuis les années 1950, le rôle que joue le bassin d'échange dans l'approvisionnement en sodium des rivières a été largement négligé.

"La composition chimique et isotopique des argiles du bassin d'échange nous dit de quoi elles sont faites et d'où elles viennent, " a déclaré le co-auteur Alasdair Knight. " Nous savons que la plupart des argiles transportées par ces rivières proviennent d'anciens sédiments, et nous suggérons qu'une partie du sodium dans la rivière doit provenir de ces argiles."

Les argiles ont été formées à l'origine par l'érosion continentale il y a des millions d'années. Au cours de leur voyage en aval, ils ont récolté des cations dans l'eau environnante - leur bassin d'échange ramassant le sodium en atteignant la mer. Aujourd'hui, après avoir été soulevé du fond marin, ces anciennes argiles, ainsi que leur sodium, sont maintenant érodées par les rivières modernes.

Ce vieux sodium, qui peut passer des argiles du bassin d'échange à l'eau de la rivière, a déjà été confondu avec les restes dissous de l'altération moderne.

« Générer un seul point de données a demandé une énorme quantité de travail en laboratoire et nous avons également dû faire beaucoup de calculs, " dit Stevenson. " C'est comme démixer un gâteau, en utilisant une approche médico-légale pour isoler les ingrédients clés dans les sédiments, laissant derrière la piscine d'échange et les argiles. Les gens utilisent les mêmes méthodes depuis très longtemps – et elles fonctionnent – ​​mais nous avons pu trouver un ingrédient supplémentaire qui fournit le sodium et nous devons en tenir compte. »

« C'est grâce au travail acharné de nombreux collaborateurs et étudiants pendant de nombreuses années que nos échantillons ont pu appréhender ce processus chimique complexe à l'échelle mondiale, " dit Tipper.

Les scientifiques doivent maintenant se demander ce qui pourrait absorber le dioxyde de carbone de la Terre au cours des temps géologiques. Il n'y a pas de candidats certains, mais une possibilité controversée est que la vie élimine le carbone de l'atmosphère. Une autre théorie est que la dissolution des silicates sur le fond océanique ou les arcs volcaniques peut être importante. "Les gens ont passé des décennies à chercher sur les continents l'altération - alors peut-être que nous devons maintenant commencer à nous développer là où nous regardons, " dit Tipper.