Interior bumi menelan lebih banyak karbon daripada yang diperkirakan – menjebaknya jauh ke kedalaman

Para ilmuwan dari University of Cambridge dan NTU di Singapura telah menemukan bahwa tabrakan lambat lempeng tektonik menarik lebih banyak karbon ke bagian dalam bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Mereka menemukan bahwa karbon yang ditarik ke bagian dalam bumi di zona subduksi – tempat lempeng tektonik bertabrakan dan tenggelam ke bagian dalam bumi – cenderung tetap berada di luar kedalaman, daripada muncul sebagai emisi vulkanik.

Temuan mereka, diterbitkan di Koneksi Alam, menunjukkan bahwa sekitar sepertiga dari karbon yang didaur ulang di bawah rantai vulkanik kembali ke permukaan melalui daur ulang, berbeda dengan teori sebelumnya bahwa apa yang jatuh sebagian besar kembali ke permukaan.

Salah satu solusi untuk mengatasi perubahan iklim adalah menemukan cara untuk mengurangi jumlah karbon dioksida₂ di atmosfer bumi. Dengan mempelajari perilaku karbon jauh di dalam Bumi, yang terdiri dari sebagian besar karbon di planet kita, para ilmuwan dapat lebih memahami seluruh siklus hidup karbon di Bumi, dan bagaimana karbon mengalir di antara atmosfer, lautan, dan kehidupan di permukaan.

Bagian siklus karbon yang paling dipahami berada di atau dekat permukaan bumi, tetapi simpanan karbon dalam memainkan peran kunci dalam menjaga kelayakan planet kita dengan mengatur karbon dioksida di atmosfer.₂ tingkat. “Saat ini kami memiliki pemahaman yang relatif baik tentang reservoir karbon permukaan dan aliran di antara mereka, tetapi kami hanya tahu sedikit tentang penyimpanan karbon internal Bumi, yang mendaur ulang karbon selama jutaan tahun,” kata penulis utama Stefan Farsang, yang melakukan penelitian. Mahasiswa PhD di Departemen Ilmu Bumi di University of Cambridge.

Ada beberapa cara agar karbon dilepaskan kembali ke atmosfer (seperti karbon dioksida₂Tetapi hanya ada satu jalan yang dapat digunakan untuk kembali ke bagian dalam bumi: melalui subduksi lempeng. Di sini, karbon permukaan, misalnya dalam bentuk kerang dan mikroorganisme yang menjebak karbon dioksida di atmosfer₂ Di cangkangnya, mereka diarahkan ke tanah. Para ilmuwan percaya bahwa sebagian besar karbon ini kemudian kembali ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida₂ oleh emisi dari gunung berapi. Tetapi studi baru mengungkapkan bahwa reaksi kimia dalam batuan yang tertelan di zona subduksi memerangkap karbon dan mengirimkannya lebih dalam ke bagian dalam bumi – mencegah sebagian darinya kembali ke permukaan bumi.

Tim melakukan serangkaian percobaan di Fasilitas Radiasi Synchrotron Eropa, dan “ESRF memiliki fasilitas terkemuka di dunia dan keahlian yang kami butuhkan untuk mendapatkan hasil kami,” kata rekan penulis Simon Redfern, Dekan Fakultas Sains di NTU Singapura. “Fasilitas ini dapat mengukur konsentrasi yang sangat rendah dari logam-logam ini pada kondisi tekanan dan suhu tinggi yang menarik bagi kami.” Untuk meniru tekanan dan suhu tinggi di daerah letusan, mereka menggunakan “landasan berlian” panas, di mana tekanan ekstrem dicapai dengan menekan dua landasan berlian kecil ke sampel.

Pekerjaan tersebut mendukung semakin banyak bukti bahwa batuan karbonat, yang memiliki komposisi kimia yang sama seperti kapur, menjadi kurang kaya kalsium dan lebih kaya magnesium ketika disalurkan lebih dalam ke mantel. Pergeseran kimia ini membuat karbonat kurang larut – yang berarti mereka tidak tertarik pada cairan yang memasok gunung berapi. Sebaliknya, sebagian besar karbonat tenggelam jauh ke dalam mantel di mana mereka akhirnya bisa menjadi berlian.

“Masih banyak penelitian yang harus dilakukan di bidang ini,” kata Varsang. “Di masa depan, kami bertujuan untuk meningkatkan perkiraan kami dengan mempelajari kelarutan karbonat pada suhu yang lebih luas, rentang tekanan, dan dalam banyak komposisi fluida.”

Temuan ini juga penting untuk memahami peran pembentukan karbonat dalam sistem iklim kita secara umum. Hasil kami menunjukkan bahwa mineral ini sangat stabil dan pasti dapat menjebak CO₂ dari atmosfer menjadi bentuk mineral padat yang dapat menyebabkan emisi negatif, ”kata Redfern. Tim sedang mencari metode serupa untuk menangkap karbon yang memindahkan karbon dioksida ke atmosfer.₂ Dalam penyimpanan di bebatuan dan lautan.

Hasil ini juga akan membantu kita memahami cara yang lebih baik untuk menyerap karbon di Bumi yang padat, di luar atmosfer. Jika kita dapat mempercepat proses ini lebih cepat daripada yang ditangani alam, itu bisa menjadi jalan untuk membantu menyelesaikan krisis iklim,” kata Redfern.

Referensi: “Siklus karbon dalam dibatasi oleh kelarutan karbonat” oleh Stephane Farsang, Marion Lovell, Chushuai Zhao, Mohamed Mezouar, Angelica Rosa, Remo N. Widmer, Xiaoli Feng, Jin Liu, dan Simon AT Redfern, 14 Juli, 2021, Koneksi Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-021-24533-7