Em nosso planeta, o ciclo e o equilíbrio de carbono do reservatório para o reservatório são uma questão de vida ou morte. O carbono se move da atmosfera para o oceano, para formas de vida à base de carbono, a rochas ou sedimentos, e pode ser amarrada em qualquer um desses reservatórios ao longo do processo.
Os desequilíbrios dentro do ciclo podem ter impactos globais dramáticos. Por exemplo, muito carbono na atmosfera leva ao efeito estufa e ao aquecimento global, e muito carbono no oceano leva à acidificação do oceano, o que compromete as condições para a vida marinha. Como a Terra se recupera de condições catastróficas como erupções vulcânicas maciças?
Os pesquisadores procuram extremos no passado para estudar como o sistema reage a desequilíbrios. Em seu artigo publicado em Geociência da naturezaPesquisadores da Universidade de Connecticut, Universidade de Victoria, Universidade de Yale, Universidade da Colúmbia Britânica e Instituto de Tecnologia da Geórgia detalham um mecanismo negligenciado para como o oceano pode ajudar a estabilizar grandes liberações de carbono na atmosfera após erupções vulcânicas.
O professor assistente do Departamento de Ciências da Terra da UConn e o principal autor do artigo Mojtaba Fakhraee diz que uma maneira simplificada de imaginar o ciclo global de carbono começa com uma erupção de gases vulcânicos que liberam carbono na atmosfera. Aquelas formas de carbono como co2 pode permanecer na atmosfera, enquanto alguns podem reagir com outros elementos para produzir espécies químicas como carbono inorgânico dissolvido, que seriam transportados através de rios para o oceano.
“Quando o Oceanic Carbon se equilibra com a quantidade de CO2 Na atmosfera, eles atingem uma condição de equilíbrio onde a quantidade de CO2 Na atmosfera, seria proporcional à quantidade de espécies de carbono dissolvido no oceano “, diz Fakhraee.
No entanto, em tempos de extremo desequilíbrio, como durante as catástrofes climáticas ou quando enormes quantidades de CO2 são liberados na atmosfera, os pesquisadores descobriram que um tipo diferente de feedback entra em ação.
“O feedback acontece quando o oceano perde oxigênio, torna -se mais básico e outro tipo de reação se torna mais dominante sob baixo oxigênio ou condições anóxicas. Essa reação é a respiração anaeróbica, que produz espécies de enxofre”, diz Fakhraee.
A espécie de enxofre formada pela reação é sulfeto de ferro ou pirita, que também é conhecida como “ouro do tolo”. O processo tem um efeito de buffer geral que preserva a alcalinidade da água e, portanto, impede que ela se torne mais ácida.
Os pesquisadores fizeram essa descoberta usando um modelo global de ciclo de carbono-sulfur, que simula processos geoquímicos nos últimos centenas de milhões de anos, incluindo vários eventos anóxicos oceânicos (OAEs) e erupções vulcânicas maciças que liberaram grandes quantidades de carbono na atmosfera. Eles descobriram que a produção e o enterro da pirita durante o OAEs tiveram um efeito estabilizador substancial durante tempos de aumento da atividade vulcânica, tamponando os oceanos e desempenhando um papel estabilizador significativo por milhões de anos.
“O que isso significa é que, quanto mais você obtém essa espécie tamponadora, mais resistente o oceano se torna para mudar no pH e na acidificação do oceano. Essa reação é importante em termos de como o oceano se torna resistente à acidificação e à mudança do pH”, diz Fakhraee.
Essas reações acontecem ao longo de muito tempo, quando os oceanos do passado experimentam enormes influxos enormes periodicamente de gases vulcânicos, resultando em desoxigenação e condições anóxicas, diz Fakhraee, e foi quando os modelos mostraram o aumento da reação de sulfeto de ferro, aumento da alcalinidade e estabilização climática.
“Descobrimos que é bastante convincente ver por que alguns desses eventos anóxicos oceânicos anteriores foram capazes de recuperar a maneira como eles fizeram”, diz Fakhraee. “As condições anóxicas sempre foram consideradas um grande problema para os oceanos, mas em uma escala de tempo mais longa esse grande problema pode ser uma boa maneira de o oceano e toda a Terra sobreviver. Nem tudo sobre anóxia e perda de oxigênio é ruim para o sistema terrestre”.
Também existem implicações importantes para o ciclo de carbono de hoje, diz Fakhraee, quando estamos vendo desoxigenação no oceano como níveis atmosféricos de CO2 Aumentar, mas há uma ressalva – tempo.
“Esperamos que esse processo de formação de sulfeto de ferro seja importante à medida que aumentamos a taxa de desoxigenação oceânica, o que ajudaria a regular e estabilizar o CO2 na atmosfera. Mas não cometa um erro e pense que isso nos ajudará com as mudanças climáticas atuais, porque esse feedback acontece em uma escala de tempo mais longa. Os seres humanos seriam drasticamente afetados pelas mudanças climáticas, mas o sistema terrestre tem esse feedback intrigante que ajudaria o sistema a se recuperar “, diz Fakhraee.
Embora a formação de pirita ocorra hoje em alguns ambientes marinhos anóxicos, seu impacto global na alcalinidade oceânico e no seqüestro de carbono é mínimo nas condições atuais. Um aumento significativo nesse mecanismo de buffer exigiria desoxigenação sustentada e sustentada do Oceano Global – condições que seriam catastróficas para a maioria da vida marinha e profundamente perturbam a biosfera da Terra.
“Os seres humanos e outra vida que experimentam as mudanças climáticas seriam severamente impactados em uma escala de tempo muito curta. É tudo sobre a escala de tempo e, em seguida, a quantidade de perda de oxigênio”, diz Fakhraee.
Outra mudança importante desta pesquisa sobre a qual Fakhraee reflete é a notável resiliência do ciclo global de carbono.
“Todos esses processos interconectados mostram onde uma pequena mudança em uma parte de todo esse sistema faria uma grande mudança em outra parte do sistema. É intrigante ver como a Terra pode se recuperar de experiências passadas muito graves que eliminaram a vida no planeta”, diz Fahkraee. “Parte da razão pela qual a Terra experimentou tantos altos e baixos em termos de vida, e parte da razão pela qual há esperança é porque houve um feedback que ajudou a Terra a se recuperar e permitir que outra vida exista e evolui. A Terra tem sua própria maneira de sobreviver, mas precisamos encontrar uma maneira de sobreviver, e estamos em perigo se não prestarmos atenção suficiente ao que está acontecendo com termos de termos de termos de termos de clássicos.