Una recente ricerca ha messo in luce l’importanza delle faglie trasformi oceaniche come significative riserve di CO2, un aspetto finora sottovalutato che sfida le attuali conoscenze sul ciclo geologico del carbonio terrestre. Questo studio sottolinea il ruolo fondamentale delle emissioni geologiche naturali nella storia climatica della Terra e l’importanza di comprendere meglio questi processi nel contesto del cambiamento climatico contemporaneo.
Studiare una roccia è come leggere un libro. La roccia ha una storia da raccontare, afferma Frieder Klein, scienziato associato presso il Dipartimento di Chimica e Geochimica Marina dell’Istituto Oceanografico di Woods Hole (WHOI).
Le rocce analizzate da Klein e dai suoi colleghi, prelevate dai fianchi sommersi dell’Arcipelago di San Pietro e San Paolo nella faglia trasformi oceanica di San Paolo, a circa 500 km dalla costa del Brasile, raccontano una storia affascinante e finora sconosciuta su parti del ciclo geologico del carbonio.
La funzione delle faglie trasformi nel ciclo del carbonio
Le faglie trasformi, dove le placche tettoniche si muovono l’una accanto all’altra, sono uno dei tre principali tipi di confini delle placche terrestri e si estendono per circa 48.000 km a livello globale, insieme al sistema globale delle dorsali medio-oceaniche (circa 65.000 km) e alle zone di subduzione (circa 55.000 km).
Il ciclo del carbonio nelle dorsali medio-oceaniche e nelle zone di subduzione è stato studiato per decenni. Al contrario, gli scienziati hanno prestato relativamente poca attenzione al CO2 nelle faglie trasformi oceaniche. Queste faglie sono state considerate per molto tempo luoghi “piuttosto noiosi” a causa della bassa attività magmatica presente, dice Klein. “Quello che abbiamo ora ricostruito è che le rocce del mantello esposte lungo queste faglie trasformi oceaniche rappresentano un potenziale vasto serbatoio per la CO2”, afferma.
La fusione parziale del mantello rilascia CO2 che viene intrappolata nel fluido idrotermale, reagisce con il mantello più vicino al fondale marino e viene catturata lì.
Emissioni geologiche e clima
“La quantità di CO2 emessa dalle faglie trasformi è trascurabile rispetto alla quantità di CO2 antropogenica – o causata dall’uomo –”, dice Klein. “Tuttavia, su scale temporali geologiche e prima che gli esseri umani emettessero così tanta CO2, le emissioni geologiche dal mantello terrestre – comprese quelle dalle faglie trasformi – sono state una forza trainante importante per il clima della Terra.”
Come afferma l’articolo, “le emissioni globali di CO2 antropogeniche sono stimate nell’ordine di 36 gigatonnellate (Gt) all’anno, eclissando le stime delle emissioni geologiche medie (0,26 Gt all’anno) nell’atmosfera e nell’idrosfera. Eppure, su scale temporali geologiche, le emissioni di CO2 provenienti dal mantello terrestre sono state fondamentali nel regolare il clima e l’abitabilità della Terra, così come la concentrazione di carbonio [C] nei serbatoi superficiali, inclusi gli oceani, l’atmosfera e la litosfera.” Klein aggiunge che “questo è prima della combustione antropogenica dei combustibili fossili, ovviamente.”
Comprendere il cambiamento climatico attraverso studi geologici
“Per comprendere appieno il cambiamento climatico causato dall’uomo nel mondo moderno, dobbiamo capire le fluttuazioni naturali del clima nel profondo passato della Terra, che sono legate a perturbazioni nel ciclo naturale del carbonio della Terra. Il nostro lavoro fornisce intuizioni sui flussi di carbonio su lunghe scale temporali tra il mantello terrestre e il sistema oceano/atmosfera”, afferma il coautore Tim Schroeder, membro della facoltà del Bennington College, Vermont. “Grandi cambiamenti in tali flussi di carbonio su milioni di anni hanno causato un clima terrestre molto più caldo o più freddo di quello attuale.”
Per comprendere meglio il ciclo del carbonio tra il mantello terrestre e l’oceano, Klein, Schroeder e colleghi hanno studiato la formazione di pietra ollare “e altri assemblaggi contenenti magnesite durante la carbonatazione minerale del peridotite del mantello” nella faglia trasformi di San Paolo, come nota l’articolo. “Alimentata dal magmatismo nella o al di sotto della zona radice della faglia trasformi e dalla successiva degassificazione, la faglia costituisce un condotto per i fluidi idrotermali ricchi di CO2, mentre la carbonatazione del peridotite rappresenta un potenziale vasto serbatoio per la CO2 emessa.”
Gli scienziati sostengono nell’articolo che “la combinazione di basse estensioni di fusione, che genera fusioni arricchite in elementi incompatibili, volatili e in particolare CO2, e la presenza di peridotite nelle faglie trasformi oceaniche crea condizioni favorevoli a una vasta carbonatazione minerale.”
Le rocce sono state raccolte utilizzando veicoli occupati da esseri umani durante una crociera nel 2017 nell’area.
Trovare e analizzare queste rocce “è stato un sogno che si è avverato. Avevamo previsto la presenza di rocce del mantello oceanico alterate da carbonati 12 anni fa, ma non siamo riusciti a trovarle da nessuna parte”, dice Klein. “Siamo andati all’arcipelago per esplorare l’attività idrotermale a bassa temperatura, e abbiamo fallito miseramente nel trovare tale attività lì. È stato incredibile che siamo riusciti a trovare queste rocce in una faglia trasformi, perché le abbiamo trovate per caso mentre cercavamo qualcos’altro.”
