Ein Forscherquartett der Pennsylvania State University hat unterschiedliche Wetterbedingungen auf der ganzen Welt bewertet, um die geschwindigkeitsbegrenzenden Faktoren für die wichtigsten Gesteinsarten besser zu verstehen.
In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Wissenschaft, SL Brantley, Andrew Shaughnessy, Marina Lebedeva und Victor Balashov beschreiben den Vergleich experimenteller Ergebnisse mit Tests, die in der realen Welt durchgeführt wurden, um mehr darüber zu erfahren, wie viel Kohlendioxid der Luft durch Gesteinsverwitterung entzogen wird. Robert Hilton von der University of Oxford hat in derselben Zeitschriftenausgabe einen Perspective-Artikel veröffentlicht, in dem die Arbeit des Teams an diesem neuen Projekt beschrieben wird.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Gestein, wenn es natürlichen Witterungseinflüssen wie Hitze, Kälte, Wind, Regen und Eis ausgesetzt ist, Mineralien freisetzt, die schließlich atmosphärischen Kohlenstoff binden, aber die Menge war schwer zu messen. In dieser neuen Studie führten die Forscher Tests an einer großen Anzahl von Standorten durch, um die globale Kohlendioxidbindung abzuschätzen.
Wenn Kohlendioxidgas mit nassem Gestein in Kontakt kommt, entsteht Kohlensäure. Im Laufe der Zeit führt dies zur Bildung von löslichen Mineralien und Bikarbonat, einer Art Kohlenstoff. Solche Produkte gelangen langsam durch Flüsse, Bäche und Grundwasser ins Meer, wo die Mineralien und ihr Kohlenstoff eingeschlossen werden. Dieser Prozess dauert seit Millionen von Jahren an, stellen die Forscher fest, und er erklärt, warum der Planet nicht viel heißer geworden ist durch all das Kohlendioxid, das von Vulkanen in die Atmosphäre geschleudert wird.
Um besser abschätzen zu können, wie viel Kohlenstoff auf natürliche Weise durch Gesteinsverwitterung gebunden wird, setzten die Forscher viele Gesteinsarten im Labor künstlich induzierten Wetterbedingungen aus. Anschließend sammelten sie Bodenproben von 45 Standorten auf der ganzen Welt und analysierten sie, wobei sie ihre Zusammensetzung mit den im Labor verwitterten Materialien verglichen.
Sie identifizierten die Faktoren, die die freigesetzte oder gebundene Kohlenstoffmenge beeinflussen, genauer. Sie fanden zum Beispiel heraus, dass an kühleren Orten, wo die Mineralvorräte gering sind und wo es wenig Niederschlag gibt, weniger Kohlenstoff aus Mineralien freigesetzt wird. Weitere Arbeiten sind erforderlich, bevor sie globale Schätzungen vornehmen können, aber die Forscher stellen fest, dass erste Berechnungen darauf hindeuten, dass die Kohlendioxidbindung durch Gesteinsverwitterung nicht annähernd ausreicht, um die Menge an Kohlendioxid auszugleichen, die durch menschliche Aktivitäten in die Luft freigesetzt wird.
Mehr Informationen:
SL Brantley et al., Wie die temperaturabhängige Silikatverwitterung als geologischer Thermostat der Erde fungiert, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.add2922
Robert G. Hilton, der beständige Thermostat der Erde, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adf3379
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