Ученым давно известно, что крутые горные хребты могут вытягивать углекислый газ (CO2) из атмосферы - поскольку эрозия обнажает новые породы, она также запускает химическую реакцию между минералами. на склонах холмов и CO2 в воздухе, «выветривая» породу и используя CO2 для производства карбонатных минералов, таких как кальцит.
Новое исследование, проведенное учеными из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI), перевернуло эту идею с ног на голову. В статье, опубликованной 12 апреля в журнале Science, ученые объявили, что процесс эрозии также может быть источником нового газа CO2 и может выпускать его обратно в атмосферу намного быстрее, чем он поглощается недавно обнажившейся породой.
Это противоречит давней гипотезе о том, что чем больше гор, тем больше эрозия и выветривание, что означает дополнительное снижение выбросов CO2 Оказывается, все гораздо сложнее., - говорит Джордон Хемингуэй, научный сотрудник Гарвардского университета и ведущий автор статьи.
Источник этого дополнительного CO2 не совсем геологический. Вместо этого это побочный продукт крошечных микробов в горных почвах, которые «поедают» древние источники органического углерода, заключенные в скалах. Когда микробы усваивают эти минералы, они выделяют углекислый газ.
К такому выводу исследователи пришли после изучения одной из самых подверженных эрозии горных цепей в мире - центральной части Тайваня. Каждый год на эту горную цепь с крутыми склонами обрушивается более трех крупных тайфунов, каждый из которых механически разрушает почву и скалы сильными дождями и ветрами.
Хемингуэй и его коллеги исследовали образцы почвы, коренных пород и речных отложений из центрального хребта в поисках контрольных признаков органического углерода в породе. То, что они там обнаружили, удивило их.
В самом низу почвенного профиля у вас в основном не выветренная порода. Однако как только вы достигаете основания почвенного слоя, вы видите рыхлую, но еще не полностью разрушенную породу, а на в этот момент органический углерод, присутствующий в коренной породе, кажется, полностью исчезает», - отмечает Хемингуэй. В этот момент в почве команда также заметила увеличение содержания липидов, которые, как известно, поступают из бактерий, добавляет он.
"Мы пока точно не знаем, какие именно бактерии это делают - для этого потребуются геномные, метагеномные и другие микробиологические инструменты, которые мы не использовали в этом исследовании. Но это следующий шаг нашего исследования", - говорит морской геохимик WHOI Валиер Гали, старший автор и советник Хемингуэя в совместной программе MIT/WHOI.
Группа быстро отмечает, что общий уровень CO2, выделяемый этими микробами, недостаточно серьезен, чтобы оказать какое-либо непосредственное влияние на изменение климата - вместо этого эти процессы происходят в геологических временных масштабах. Исследование группы WHOI может привести к лучшему пониманию того, как на самом деле работают углеродные циклы в горах (или «литосфере»), что может помочь получить ключи к пониманию того, как регулировался CO2 с момента Сама Земля образовалась.
Оглядываясь назад, мы больше всего заинтересованы в том, как этим процессам удавалось сохранять уровни CO2 в атмосфере более или менее стабильными на протяжении миллионов лет. Это позволило Земля должна иметь такие же климат и условия, которые способствовали развитию сложных форм жизни», - говорит Хемингуэй. «На протяжении всей нашей земной истории CO2 колебался во времени, но оставался в этой стабильной зоне. Это всего лишь обновление механизма геологических процессов, которое позволяет этому происходить», - сказал он. добавляет.