Une équipe de scientifiques a découvert des veines de dissolution microscopiques qui dissolvent environ 10 pour cent du carbone dans les anciens calcaires des grands fonds, où la majeure partie du carbone mondial est stockée.

L'équipe de recherche, dirigé par le Dr Christoph Schrank de l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère de QUT, Dr Michael Jones du Centre de recherche analytique de QUT, et le scientifique du synchrotron de l'Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO), le Dr Cameron Kewish, ont publié leurs conclusions dans le La nature journal Communications Terre et Environnement .

Le Dr Schrank a déclaré que les calcaires des grands fonds avaient été le plus grand puits de carbone de la Terre au cours des 180 derniers millions d'années, car ils emprisonnaient la majeure partie du carbone de la planète.

"Toutefois, leur contribution au cycle du carbone à long terme est mal quantifiée, " il a dit.

« Mesurer la quantité de carbone capturé dans les calcaires des grands fonds est fondamental pour comprendre le cycle du carbone à long terme - comment le carbone est échangé entre l'atmosphère, les océans, la biosphère, et les os rocheux de la Terre elle-même sur des milliers voire des millions d'années."

"Les scientifiques essaient de démêler le cycle du carbone afin de comprendre des processus importants tels que le changement climatique. Pour ce faire, nous devons estimer la quantité de carbone que les calcaires peuvent réellement piéger."

Le Dr Schrank a déclaré qu'ils avaient utilisé des cartes chimiques et structurelles à haute résolution pour déterminer que ces coutures de microdissolution étaient des couches ultrafines le long desquelles de grandes quantités de carbonate de calcium s'étaient dissoutes.

"Alors que les coutures individuelles de micro-dissolution sont beaucoup plus fines qu'un cheveu humain, leur espacement est incroyablement dense - la distance moyenne entre deux coutures est d'environ un cheveu, " a déclaré le Dr Schrank.

"Nous avons rassemblé ces informations géométriques et ces estimations de bilan massique pour déterminer que les veines de micro-dissolution ont dissous environ 10 pour cent du carbone total des calcaires de notre étude."

"Les modèles mathématiques publiés de la dissolution du calcaire et les preuves géologiques suggèrent que ce processus de dissolution s'est produit entre 10 cm et 10 m sous les sédiments pendant 50 à 5000 ans."

On ne sait pas encore avec certitude où va le carbone dissous. Le Dr Schrank a déclaré que les calcaires qu'ils ont étudiés se sont formés près d'une région extrêmement active sur le plan tectonique au large de la côte est de l'île du Nord.

"Depuis 25 millions d'années, et encore aujourd'hui, cette région est régulièrement secouée par des tremblements de terre, qui sont connus pour remuer les sédiments au fond de l'océan."

"Nous suggérons que le carbone dissous pourrait être renvoyé dans l'océan lorsque le fond marin est perturbé par des tremblements de terre ou des glissements de terrain sous-marins."

L'équipe de recherche de QUT, ANSTO, Université du Queensland, Université de Nouvelle-Galles du Sud, et l'Université La Trobe a découvert les micro-coutures en utilisant les rayons X extrêmement puissants du synchrotron australien ANSTO.

"L'équipe de l'ANSTO, QUUT, et La Trobe University ont développé des techniques de microscopie à rayons X de pointe au synchrotron australien au cours de la dernière décennie pour sonder la composition chimique et la structure des matériaux jusqu'à des dizaines de nanomètres, " a déclaré le Dr Kewish.

"Le synchrotron produit une lumière plus d'un million de fois plus brillante que le soleil, et la microscopie à rayons X nous permet de voir des caractéristiques qui étaient auparavant restées invisibles."

Le Dr Jones dit que "l'application de ces nouvelles techniques à des sections de calcaires vieux de 55 millions d'années de la côte est de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande nous a permis de voir, pour la première fois, que les couches de calcaire contiennent des milliers de minuscules coutures de micro-dissolution qui sont pratiquement invisibles pour d'autres techniques microscopiques."

Le Dr Schrank a déclaré que l'équipe prévoyait d'examiner d'autres gisements de calcaire dans le monde avec des techniques synchrotron à haute résolution pour mieux comprendre comment la microdissolution contribue à l'échange de carbone entre les sédiments et l'océan.