Depuis plusieurs centaines de millions d’années, la température moyenne à la surface de la Terre n’a varié que de 20° Celsius, facilitant ainsi la vie sur notre planète. Pour maintenir des températures aussi stables, la Terre doit disposer d'un « thermostat » qui régule la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique sur des échelles de temps géologiques, influençant ainsi les températures mondiales.
L'érosion et l'altération des roches sont des éléments importants de ce « thermostat ». Une équipe dirigée par le géologue Aaron Bufe du LMU et Niels Hovius du Centre allemand de recherche en géosciences a désormais modélisé l'influence de ces processus sur le carbone dans l'atmosphère. Leur résultat surprenant :CO2 la capture due aux réactions climatiques est plus élevée dans les chaînes de montagnes à faible relief avec des taux d'érosion modérés et non là où les taux d'érosion sont les plus rapides.
L'altération se produit lorsque la roche est exposée à l'eau et au vent. "Lorsque les silicates s'altèrent, le carbone est éliminé de l'atmosphère et ensuite précipité sous forme de carbonate de calcium. En revanche, l'altération d'autres phases, telles que les carbonates et les sulfures ou le carbone organique contenu dans les roches, libère du CO2 . Ces réactions sont généralement beaucoup plus rapides que l'altération des silicates", explique Hovius.
"En conséquence, l'impact de la construction des montagnes sur le cycle du carbone est complexe."
Pour répondre à cette complexité, les chercheurs ont utilisé un modèle d'altération pour analyser les flux d'altération des sulfures, des carbonates et des silicates dans un certain nombre de régions d'étude ciblées, telles que Taiwan et la Nouvelle-Zélande, avec de larges écarts de taux d'érosion. Ils ont publié leurs découvertes dans Science .
"Nous avons découvert des comportements similaires dans tous les endroits, indiquant des mécanismes communs", explique Bufe.
Une modélisation plus approfondie a montré que la relation entre l'érosion et le CO2 -les flux ne sont pas linéaires, mais ce CO2 capture des pics d'altération à un taux d'érosion d'environ 0,1 millimètre par an. Lorsque les taux sont inférieurs ou supérieurs, moins de CO2 est séquestré et le CO2 peut même être rejeté dans l'atmosphère.
"Des taux d'érosion élevés comme à Taiwan ou dans l'Himalaya poussent l'altération à devenir un CO2 source, car l'altération des silicates cesse d'augmenter avec les taux d'érosion à un moment donné, tandis que l'altération des carbonates et des sulfures augmente encore", explique Bufe.
Dans les paysages présentant des taux d'érosion modérés d'environ 0,1 millimètre par an, les carbonates et les sulfures qui s'altèrent rapidement sont largement épuisés, tandis que les minéraux silicatés sont abondants et s'altèrent efficacement.
Là où l’érosion est encore plus lente que 0,1 millimètre par an, il ne reste que quelques minéraux à altérer. Le plus gros CO2 les puits sont donc des chaînes de montagnes à faible relief comme la Forêt-Noire ou la chaîne côtière de l'Oregon, où les taux d'érosion s'approchent de l'optimum.
"Sur des échelles de temps géologiques, la température à laquelle le "thermostat" de la Terre est réglé dépend donc fortement de la distribution mondiale des taux d'érosion", explique Bufe.
Pour comprendre plus en détail les effets de l'érosion sur le système climatique terrestre, Bufe pense que les études futures devraient également prendre en compte les puits de carbone organique et l'altération des plaines inondables.
Plus d'informations : Aaron Bufe, CO2 le rabattement dû à l'altération est maximisé à des taux d'érosion modérés, Science (2024). DOI :10.1126/science.adk0957. www.science.org/doi/10.1126/science.adk0957
Informations sur le journal : Sciences
Fourni par l'Université Ludwig Maximilian de Munich
