Naukowcy od dawna wiedzą, że ocean, największy pochłaniacz dwutlenku węgla na Ziemi, bezpośrednio kontroluje ilość atmosferycznego CO2. Jednak do tej pory nie było zbadane, w jaki sposób zmiany w topografii dna morskiego ukształtowane na przestrzeni milionów lat, wpływają na zdolność oceanów do sekwestracji (wychwytywania i magazynowania) węgla.
Co łączy ocean z emisją CO2
Przepływ węgla między atmosferą, oceanami i kontynentami – obieg węgla – to podstawowy proces regulujący klimat Ziemi. Niektóre czynniki, takie jak erupcje wulkanów lub działalność człowieka, powodują emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Inne, takie jak lasy i oceany, pochłaniają CO2. W dobrze regulowanym systemie emitowana i pochłaniana jest odpowiednia ilość CO2, aby utrzymać zdrowy klimat. Sekwestracja dwutlenku węgla to jedna z taktyk w obecnej walce ze zmianami klimatycznymi.
Długoterminowy obieg węgla składa się z wielu ruchomych części, z których wszystkie funkcjonują w różnych skalach czasowych. Jedną z tych części jest batymetria dna morskiego – średnia głębokość i kształt dna oceanu. To z kolei jest kontrolowane przez względne położenie kontynentu i oceanów, poziom morza, a także przepływ w płaszczu Ziemi. Modele cyklu węglowego skalibrowane na podstawie zbiorów danych paleoklimatycznych stanowią podstawę zrozumienia przez naukowców globalnego obiegu węgla w morzu i jego reakcji na naturalne zakłócenia.
„Zazwyczaj modele obiegu węgla w historii Ziemi traktują batymetrię dna morskiego jako czynnik stały lub wtórny” – powiedział Tushar Mittal, współautor badań i profesor nauk o Ziemi na Pennsylvania State University.
Kluczowa jest batymeria dna oceanu
Naukowcy z Los Angeles zrekonstruowali batymetrię z ostatnich 80 mln lat oraz połączyli dane z modelem komputerowym mierzącym sekwestrację węgla w morzu. Wyniki pokazały, że zasadowość oceanu, stan nasycenia kalcytem i głębokość kompensacji węglanów zależały w dużym stopniu od zmian w płytkich częściach dna oceanu (ok. 600 m lub mniej) oraz od tego, jak głębiej rozmieszczone są obszary morskie (powyżej 1000 metrów). Te trzy pomiary są kluczowe dla zrozumienia, w jaki sposób węgiel jest magazynowany w dnie oceanu.
„Zrozumienie ważnych procesów w długoterminowym cyklu węglowym może pomóc naukowcom pracującym nad technologiami usuwania dwutlenku węgla w środowisku morskim, by przeciwdziałać zmianie klimatu” – powiedział jeden z autorów badani. „Badając, czego natura dokonała w przeszłości, możemy dowiedzieć się więcej o możliwych wynikach i praktyczności sekwestracji mórz w celu łagodzenia zmian” – dodał.
