همانطور که انسان ها گرمای زمین را افزایش می دهند، آرون بافت، زمین شناس و سایر محققان در حال کشف چگونگی خنک ماندن سیاره ما در گذشته هستند. در طول تاریخ زمین، آتشفشان‌ها مقادیر مختلفی از دی اکسید کربن گرم‌کننده جو را به بیرون پرتاب کرده‌اند، اما اثر گلخانه‌ای که قرن‌ها پیش باید اقیانوس‌های ما را تبخیر می‌کرد، هرگز محقق نشد و دما نسبتاً پایدار بود.
برای بیش از 500 میلیون سال و احتمالاً بیشتر، دمای زمین عمدتاً بین 10 تا 30 درجه سانتیگراد در نوسان بوده است. بوفه گفت: زمین همیشه توانسته به دمایی برگردد که حیات را ممکن می‌سازد.
بوفهاز دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ و همکارانش دریافتند که کوه‌هایی با سرعت بالا بردن متوسط کربن را از جو بیرون می‌کشند و از محدوده‌های جوان و به سرعت در حال فرسایش پیشی می‌گیرند که زمانی قهرمان کاهش کربن محسوب می‌شدند. مال آنهاست کار اخیرمنتشر شده در علوم پایه، بر بحث های جاری در مورد اینکه آیا کوه ها به عنوان غرق می شوند یا منبع کربن اتمسفر، سنگینی می کند.
کوه ها بالا می روند، کربن سقوط می کند
از اواخر دهه 1970، بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که بالا آمدن سریع کوه‌هایی مانند هیمالیا، کوه‌های راکی و بخش‌هایی از آند، کربن آزاد شده طبیعی را حذف می‌کند و در نتیجه اثر گلخانه‌ای را کنترل می‌کند.
آب و هوای گرمتر باران بیشتری تولید می کند، و اسید کربنیک موجود در قطرات باران، مواد معدنی سیلیکات را که در کوه های برآمده به سطح می آید، حل می کند. کربن، کلسیم و سایر مولکول‌ها سپس به اقیانوس سرازیر می‌شوند و در آنجا ترکیباتی را تشکیل می‌دهند که توسط موجودات دریایی برای ساختن پوسته و اسکلت استفاده می‌شوند. زمین دارد کربن را از طریق این فرآیند هوازدگی سیلیکات جدا می کند برای صدها هزار سال
پس چگونه کاهش طولانی مدت CO اتمسفر را توضیح می دهید؟2رشد صفحات یخی قطبی و سرد شدن در طی میلیون ها سال؟
اما حدود یک دهه پیش، دانشمندان کشف کردند که مواد معدنی سولفیدی مانند پیریت، دی اکسید کربن (CO) را اضافه می کنند.2) در جو در مقادیری که می تواند ذخیره سیلیکات را در هوازدگی رد کند. این به این دلیل است که سولفیدها (و کربنات ها) در مکان هایی که فرسایش زیادی وجود دارد، مانند هیمالیا، خیلی سریع تجزیه می شوند.
این یافته محققان را متحیر کرد. پس چگونه کاهش طولانی مدت CO اتمسفر را توضیح می دهید؟2گفتم، رشد صفحات یخی قطبی و سرد شدن آنها در طول میلیون ها سال؟ جرمی روگنشتایندیرینه اقلیم شناس در دانشگاه ایالتی کلرادو و یکی از نویسندگان مطالعه جدید.
رابطه بین فرسایش و هوازدگی
چند سال پیش، Bufe و Rugenstein و همکارانشان برای حل این معما شروع کردند و با این سوال شروع کردند: “آیا ما واقعا می توانیم حساسیت CO را اندازه گیری کنیم.2 عقب نشینی و رهاسازی به سمت فرسایش؟
فرسایش (حذف سنگ ها و کانی ها از یک رخنمون) بر هوازدگی (تجزیه سنگ ها و کانی ها) تأثیر می گذارد زیرا مواد معدنی تازه را در معرض عناصر قرار می دهد. اما مطالعات موجود در مورد رابطه بین این فرآیندها اختلاف نظر دارند. برخی می گویند هوازدگی سیلیکات با فرسایش مرتبط است، در حالی که برخی دیگر نشان می دهند که میزان سیلیکات در رودخانه ها بدون توجه به میزان فرسایش تغییر نمی کند.
“این بهینه ظاهر شد که شما واقعا نمی توانید فقط از داده ها ببینید.”
در سال 2021، زمانی که داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط Bufe در جنوب تایوان، جایی که فرسایش به‌طور غیرمعمولی متفاوت است، نشان داد که با افزایش نرخ فرسایش، هوازدگی سیلیکات در نهایت کاهش می‌یابد، محققان به این نکته اشاره کردند که پاسخ ممکن است جایی در وسط باشد. در عین حال، سولفیدها و کربنات‌ها که به سرعت حل می‌شوند، جریان رسوب را از کوه به رودخانه حفظ می‌کنند و توپوگرافی را از یک سینک به منبع CO اتمسفر تبدیل می‌کنند.2.
محققان با گسترش دامنه مطالعه به رشته‌کوه‌ها در نیوزلند و سیچوان، چین – مکان‌هایی که نرخ فرسایش نیز متفاوت است- الگویی را مشاهده کردند. بافت گفت: «این بهینه ظاهر شد که شما واقعاً نمی‌توانید از روی داده‌ها ببینید.
حداکثر CO2 مصرف در هر سه سایت که در آن فرسایش حدود 0.07 میلی متر در سال است رخ داده است. آهسته تر از آن، سنگ های سیلیکات هوازده به اندازه کافی وجود ندارد. سریعتر است و سیلیکات زمان لازم برای حل شدن کامل را ندارد.
بوفه به کوه‌های با اندازه متوسط مانند ژورا در اروپا و کوه‌های جنگل سیاه در آلمان و در امتداد ساحل اورگان به عنوان نمونه‌های عالی در این محدوده گلدیلاک اشاره کرد که سرعت فرسایش درست است. در آنجا، بیشتر منابع کربن سولفیدی و کربناتی مدت‌هاست که ناپدید شده‌اند.
این واقعیت که هر سه مجموعه داده در نهایت از یکدیگر پشتیبانی می کنند “بسیار قدرتمند” است.
“آنها با نگاه کردن به این سه مکان کوهستانی کاملاً متفاوت کمی ریسک کرده اند. اما نتایج واقعا عالی است و ارزشش را دارد.” باب هیلتون، یک متخصص رسوب شناسی در دانشگاه آکسفورد که در این مطالعه شرکت نداشت. او گفت این واقعیت که هر سه مجموعه داده در نهایت از یکدیگر پشتیبانی می کنند، “بسیار قدرتمند” است.
بافت گفت برای بدست آوردن تصویر کاملی از نحوه پردازش کربن در مناظر به تحقیقات بیشتری نیاز است. در دشت های سیلابی پایین دست از جایی که او نمونه برداری کرد، سنگ سیلیکات ممکن است به آب و هوا ادامه دهد. و کربن آلی در این نتایج به حساب نمی‌آید، و همچنین یک نوع رسوب معمولی نیز وجود ندارد: بازالت.
ژئوشیمی‌دان آبزی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گفت: این «روش دقیق‌تر تفکر درباره سیستم زمین در مقیاس‌های طولانی‌مدت» چیزی است که برای معما کردن چگونگی کنترل آب و هوا مواد معدنی، فرسایش و باران مورد نیاز است. سوزان برانتلیکه در مطالعه شرکت نکردند.
– مارتین جی. کرنان، نویسنده علم