Verbeter verwering en klimaatbescherming

De opwarming van de aarde is niet nieuw in de geschiedenis van onze planeet, en door eerdere perioden van opwarming van de aarde te bestuderen hopen wetenschappers geheimen te ontdekken die kunnen worden gebruikt om de opwarming van de aarde vandaag de dag te bestrijden. Het klimaat uit het midden van het Eoceen, dat zich ongeveer 40 miljoen jaar geleden voordeed, heeft bijzondere aandacht gekregen vanwege zijn unieke kenmerken. Onderzoekers hebben ontdekt dat kleivorming tijdens deze periode heeft geleid tot een ongewoon lange periode van opwarming van de aarde. Dit heeft belangrijke gevolgen voor het huidige klimaat, omdat het suggereert dat verbeterde verwering kan worden gebruikt om het klimaat te beschermen.

Het Midden-Eoceen Klimaat Optimum (MECO) maakt deel uit van het Eoceen, een geologische periode die ongeveer 56 miljoen tot 33,9 miljoen jaar geleden plaatsvond. Het Eoceen-tijdperk kreeg deze naam omdat het de dageraad is van moderne dieren, en het oude Grieks is de dageraad ἠώς (Eos) Het oudgriekse woord voor ‘nieuw’ of ‘recent’ is καινός (Kenos). Het Eoceen-tijdperk is het tweede Paleogeen-tijdperk van het moderne Cenozoïcum. Het Eoceen was de warmste periode van het Cenozoïcum en was ook getuige van een verschuiving naar een gletsjerklimaat en de snelle uitbreiding van de Antarctische ijskap. Deze afkoeling begon ongeveer 49 miljoen jaar geleden, waarbij koolstof- en zuurstofisotopen deze verschuiving lieten zien. We hebben geen duidelijk idee waarom deze afkoeling begon, maar één suggestie is dat de concentratie kooldioxide in de atmosfeer is gedaald tot 2.000 delen per miljoen. Deze periode van mondiale afkoeling duurde tot een plotselinge en tijdelijke ommekeer in de Partonische index, een gebeurtenis die bekend staat als MECO.

bron: Internationale subcommissie voor paleogene stratigrafie

MECO, die ongeveer 40 miljoen jaar geleden plaatsvond, duurde ongeveer 400.000 jaar en was een periode van opwarming van de aarde, met stijgende concentraties kooldioxide in de atmosfeer en verzuring van de diepe oceanen. Uit stabiele isotopenanalyse van boorkronen op boorlocaties in de Zuidelijke Oceaan blijkt dat er gedurende ongeveer 600.000 jaar 41,5 miljoen jaar geleden. A Soortgelijke temperatuurstijging Het wordt waargenomen op het noordelijk halfrond in de Scaglia-kalksteen in Italië. Zuurstofisotoopanalyse wijst op de aanwezigheid van… Verandering in verhouding Van zwaardere isotopen van zuurstof naar lichtere isotopen, wat wijst op de opwarming van de aarde. Het feit dat deze periode van opwarming van de aarde plaatsvond als gevolg van de stijgende koolstofdioxide kan worden geraden op basis van het feit dat de kenmerken van koolstofisotopen de uitstoot van methaan uitsloten. Wat we zien is een scherpe stijging van het kooldioxidegehalte in de atmosfeer tot een maximum van 4.000 delen per miljoen, het hoogste niveau in het Eoceen.

In tegenstelling tot andere eerdere tijdperken van opwarming van de aarde in de eerdere stadia van de opwarming van de aarde in het Eoceen, duurde de MECO ongewoon lang. Voorheen waren er opwarmingsfasen op tijdschalen van miljoenen jaren, zoals het klimaatoptimum van het Eoceen. De opwarming van de aarde over perioden van wel tienduizenden jaren, b.v Het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM) leidde tot grote doses C-verarmde koolstof en het oplossen van diepzeecarbonaten, dankzij de verzuring van de oceaan, resulterend in de afzetting van carbonaatcompensatiediepte (CCD). Deze opwarmingsgebeurtenissen zijn goed onderzocht. Gebeurtenissen op mesoschaal, zoals MECO, worden echter minder begrepen. Theorie zou suggereren dat temperatuurafhankelijke silicaatverwering deze fase had moeten reguleren, waardoor de koolstofdioxide tijdens deze fase zou zijn verminderd. Als we begrijpen waarom deze verwachte regulering niet plaatsvond zoals verwacht, kunnen we beter begrijpen hoe we onze fase van de opwarming van de aarde kunnen verkorten.

Tijdens MECO stegen de oppervlaktetemperaturen boven de Tethys-oceaan 32-36°CDe wateren van de Tethyanzee raakten steeds meer verstoken van gifstoffen. De accumulatie van carbonaat in de diepe oceaan vond plaats meer dan drie kilometer rond de MECO-piek, wat erop wijst dat oceaanverzuring plaatsvond in de diepe oceaan.

Met dit idee in gedachten heeft een groep wetenschappers, onder leiding van Alexander J. Kraus, een postdoctoraal onderzoeker aan het University College London, bestudeerde silicaatverwering tijdens MECO. Ze publiceerden hun resultaten in een prestigieus tijdschrift natuur thema tijdschrift, “Een verbeterde kleisamenstelling is de sleutel tot het behoud van een optimaal klimaat in het Midden-Eoceen.”.

De onderzoekers maten de verhoudingen van lithiumisotopen, tracers van silicaatverwering, afkomstig uit carbonaatrijke sedimenten in de open oceaan. Ze vonden iets positiefs δ7Lee’s vlucht duidt op een opwarmingsgebeurtenis, ongeveer 3‰. Met behulp van doosmodelsimulaties stelden ze vast dat dit “een verschuiving liet zien van verwering die consistent is met het oplossen van secundaire mineralen, naar verwering die inconsistent is met de vorming van secundaire mineralen.” Op basis van deze observaties speculeerden Kraus en zijn collega-onderzoekers dat hij dat wel zou doen MECO was er sprake van een grotere bodembescherming op de continenten. De opwarming begon als gevolg van continentaal vulkanisme, maar zette zich voort dankzij kleivorming, een proces dat de carbonaatvormende kationen opsloeg en verhinderde dat de carbonaat-silicaatcyclus de opwarmingsfase beëindigde. Met deze inzichten veronderstellen de onderzoekers dat de dynamiek van kleimineralen een tot nu toe niet bekendgemaakt belang zou kunnen hebben in koolstofcycli voor klimaatgebeurtenissen die 100.000 jaar of langer duren.

Kraus en zijn collega’s wijzen erop dat ze oude klimaten bestuderen om te profiteren van het huidige klimaat. Hun onderzoeksresultaten suggereren dat ze het klimaat kunnen beschermen door de chemische verwering van rotsen te verbeteren, bijvoorbeeld door fijngemalen gesteente in velden te ploegen. Deze gebroken steendeeltjes zullen snel eroderen, waardoor kooldioxide in de atmosfeer wordt vastgehouden, wat leidt tot klimaatherstel.

over de hele wereld, Technologieën voor negatieve emissies (NET’s) worden al onderzocht. Wat Kraus et alUit onderzoek blijkt dat de samenstelling van klei de opname van koolstofdioxide kan belemmeren, omdat klei calcium en magnesium vasthoudt dat naar de oceaan zou moeten gaan. In plaats daarvan zal de koolstofdioxide in de oceanen stromen, zonder daar gebonden te zijn, en in de atmosfeer ontsnappen. Verwering zal een beperkt effect hebben op het klimaat.

Wanneer steendeeltjes volledig zijn opgelost door verwering, zal deze verbeterde verwering volledig effectief zijn. Als al het verweerde materiaal klei wordt, wordt het effect teniet gedaan.

In de PETM zien we versterkte rotserosie leiden tot een snelle normalisatie van het klimaat, terwijl er in de MECO sprake was van kleivorming. Een raadselachtige factor is het bepalen hoe snel de rotsen smelten op basis van verschillende lokale factoren, om te zien of verbeterde verwering kan worden gebruikt om het klimaat te beschermen.