Taïwan est une île d'extrêmes :de violents tremblements de terre et typhons frappent à plusieurs reprises la région et modifient le paysage, parfois catastrophique. Cela fait de Taïwan un laboratoire fantastique pour les géosciences. Processus d'érosion, par exemple, se produisent jusqu'à mille fois plus vite au centre de l'île que dans son extrême sud. Cette différence de taux d'érosion influence l'altération chimique des roches et donne un aperçu du cycle du carbone de notre planète à l'échelle de millions d'années.

Un groupe de chercheurs dirigé par Aaron Bufe et Niels Hovius du Centre de recherche allemand pour les géosciences (GFZ) a maintenant profité des différents taux d'érosion et a étudié comment le soulèvement et l'érosion des roches déterminent l'équilibre des émissions et de l'absorption de carbone. Le résultat surprenant :à des taux d'érosion élevés, les processus d'altération libèrent du dioxyde de carbone; à de faibles taux d'érosion, ils séquestrent le carbone de l'atmosphère. L'étude sera publiée dans Géosciences de la nature .

Derrière tout cela se cachent des processus tectoniques et chimiques. Dans les montagnes à croissance rapide en particulier, le soulèvement tectonique et l'érosion amènent constamment du matériel rocheux frais du sous-sol. Là, il est exposé à la circulation d'eau acide qui dissout ou altère la roche. Selon le type de roche, cette altération a des effets très différents sur le climat de la Terre. Par exemple, si l'acide carbonique du sol entre en contact avec des minéraux silicatés, les précipités de calcaire (carbonate de calcium ou CaCO3), dans lequel le carbone est alors lié pendant très longtemps.

Dans le cas d'une combinaison de minéraux sulfureux, comme la pyrite, et calcaire, le contraire se produit. L'acide sulfurique qui se forme lorsque la pyrite entre en contact avec l'eau et l'oxygène dissout les minéraux carbonatés, produisant ainsi du CO 2 . On pense que cette relation entre la formation de montagnes et l'altération chimique affecte le climat de notre planète à une échelle de millions d'années. Mais comment exactement la croissance des Alpes ou de l'Himalaya affecte-t-elle le climat ? L'altération des silicates s'accélère-t-elle, refroidir le climat ? Ou la dissolution du calcaire par l'acide sulfurique domine-t-elle, conduire la concentration de CO atmosphérique 2 en haut, avec le réchauffement climatique qui en découle ?

Cette question peut trouver une réponse dans le sud de Taïwan. Taïwan est situé dans une zone de subduction, où une plaque océanique glisse sous le continent asiatique. Cette subduction provoque une croissance rapide des montagnes. Alors que le centre de l'île est debout depuis plusieurs millions d'années, la pointe sud vient de sortir de la mer. Là, les montagnes ont un relief bas et elles s'érodent relativement lentement. Plus au nord, où les montagnes sont escarpées et hautes, la roche fraîche est rapidement amenée à la surface de la Terre pour s'altérer. Utilement, les roches du sud de Taïwan sont typiques de nombreuses jeunes chaînes de montagnes à travers le monde, contenant principalement des minéraux de silicate avec un peu de carbonate et de pyrite.

Dans leur étude, les chercheurs ont échantillonné des rivières qui collectent l'eau de ces montagnes à différents taux d'érosion. De la matière dissoute dans les rivières, les chercheurs ont estimé la proportion de sulfure, carbonate, et les minéraux de silicate dans l'altération. Ces résultats leur ont permis d'estimer à la fois la quantité de CO 2 qui est séquestré et la quantité de CO 2 libéré par les réactions d'altération. Le premier auteur Aaron Bufe rapporte, "Nous avons découvert que dans la partie la plus méridionale de Taïwan, CO atmosphérique 2 la séquestration domine. Cependant, plus au nord, où les montagnes s'érodent plus vite, les taux d'altération des carbonates et des sulfures dominent et le CO 2 est libérée."

Donc, l'altération des chaînes de montagnes augmente-t-elle le CO 2 dans l'atmosphère ? Aaron Bufe dit, « nous pouvons faire des déclarations relativement bonnes sur Taïwan. Il semble que l'altération chimique dans cette ceinture de montagnes la plus active est un émetteur net de CO 2 dans l'atmosphère en raison de l'altération chimique. Mais, peut-être que l'histoire change lorsque les sédiments lavés des montagnes sont piégés dans de vastes plaines alluviales; comme au pied de l'Himalaya ou des Alpes.

Ces sédiments sont souvent riches en silicates, dont l'altération va séquestrer le CO 2 . En outre, la construction de la montagne apporte non seulement des roches sédimentaires avec de la pyrite et du carbonate à la surface de la Terre, mais aussi des types de roches qui se sont formées à partir de magma solidifié et contiennent de nombreux silicates frais qui s'altèrent rapidement. Les chercheurs ont des montagnes à gravir avant de connaître pleinement l'effet net des intempéries sur le climat de la Terre. »