Pesquisadores do MIT descobriram que a amônia, um tipo de mineral argiloso formado por placas tectônicas, pode efetivamente sequestrar carbono e, assim, influenciar o clima global durante milhares de anos. As suas descobertas sugerem que a montmorilonite, agora frequentemente utilizada para tratar a diarreia, desempenhou um papel importante no desencadeamento de eras glaciais passadas e oferece o potencial para abrandar as alterações climáticas no futuro.
Um tipo de argila chamada esmectita retém efetivamente o carbono orgânico e pode ajudar a amortecer o aquecimento global ao longo de milhões de anos. Geólogos do MIT descobriram que um mineral de argila chamado esmectita no fundo do mar tem uma capacidade surpreendentemente poderosa de sequestrar carbono durante milhões de anos. Sob um microscópio, um grão de argila lembra as dobras de um acordeão. Estas dobras são conhecidas por serem armadilhas eficientes de carbono orgânico.
Origens tectônicas de argilas que capturam carbono
Agora, uma equipa de investigação do MIT demonstrou que as argilas que retêm carbono são um produto das placas tectónicas: quando a crosta oceânica se comprime contra as placas continentais, traz rochas para a superfície, que ao longo do tempo se transformam em minerais, incluindo argilas argilosas. Eventualmente, os sedimentos argilosos voltam para o oceano, onde os minerais prendem organismos mortos em suas pequenas dobras. Dessa forma, o carbono orgânico não é consumido pelos microrganismos e liberado de volta à atmosfera na forma de dióxido de carbono.
Ao longo de milhões de anos, a montmorilonita terá um efeito global, ajudando a resfriar todo o planeta. Através de uma série de análises, os investigadores descobriram que a ardósia Emite foi provavelmente produzida após vários eventos tectónicos importantes nos últimos 500 milhões de anos. Durante cada evento tectônico, a argila prendeu carbono suficiente para resfriar a Terra e desencadear subsequentes eras glaciais.
As descobertas mostram pela primeira vez que as placas tectônicas podem desencadear eras glaciais ao criar argilas que retêm carbono.
Os cientistas acreditam que a montmorilonita pode continuar a sequestrar carbono, proporcionando um amortecedor natural, embora de ação lenta, contra o aquecimento humano.
“O impacto destes humildes minerais argilosos tem amplas implicações para a habitabilidade planetária”, disse Joshua Murray, estudante de pós-graduação no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “Essas argilas podem até ser usadas em aplicações modernas para compensar parte do carbono que os humanos emitem na atmosfera”.
Murray e o professor de geologia do MIT, Oliver Jagoz, publicaram suas descobertas em 30 de novembro na revista Nature Geoscience.
Ligações entre tectônica e mudanças climáticas
O novo estudo dá continuidade ao trabalho anterior da equipa, que sugeria que cada uma das grandes eras glaciais da Terra foi provavelmente desencadeada por eventos tectónicos nos trópicos. Os pesquisadores descobriram que cada evento tectônico expôs rochas oceânicas chamadas ofiolitos à atmosfera. A ideia que apresentam é que quando ocorreram colisões tectônicas nos trópicos, os ofiolitos sofreram determinados processos de intemperismo, como exposição ao vento, chuva e produtos químicos, que transformaram a rocha em diversos minerais, inclusive argilas.
“Esses minerais argilosos afetam o clima de maneiras diferentes, dependendo do tipo que você cria”, explicou Murray.
Na altura, não estava claro que minerais esta meteorização produzia, ou se e como estes minerais contribuíram diretamente para o arrefecimento do planeta. Assim, embora pareça haver uma ligação entre as placas tectónicas e as glaciações, o mecanismo exacto de desencadeamento entre as duas permanece uma questão.
No novo estudo, a equipe queria ver se o processo de intemperismo tropical tectônico proposto poderia ter produzido minerais que retêm carbono em quantidades suficientes para desencadear uma era glacial global.
Estudo de simulação
A equipe começou revisando a literatura geológica, compilando dados sobre como os principais minerais de magma se alteram ao longo do tempo e os tipos de minerais argilosos que esse intemperismo pode produzir. Eles então aplicaram essas medições a simulações de intemperismo de diferentes tipos de rochas que foram expostas por colisões tectônicas.
"Depois analisamos o que acontece com esses tipos de rochas quando eles se desintegram sob a influência do intemperismo e de ambientes tropicais, e quais minerais são formados como resultado", disse Jaguz. Em seguida, eles alimentaram cada um dos minerais do "produto final" do intemperismo em uma simulação do ciclo do carbono da Terra para compreender os efeitos que minerais específicos podem ter ao interagir com o carbono orgânico (como os detritos de organismos mortos) ou com o carbono inorgânico (na forma de dióxido de carbono na atmosfera).
A partir dessas análises, fica evidente a presença e influência de um mineral: a montmorilonita. Essa argila não é apenas um produto natural do intemperismo da tectônica tropical, mas também é muito eficaz na captura de carbono orgânico. Teoricamente, a montmorilonita parece ser um elo confiável entre os movimentos tectônicos e a glaciação.
Mas será que houve realmente argila suficiente para desencadear as primeiras quatro glaciações? Idealmente, os investigadores deveriam confirmar isto encontrando montmorilonite em formações rochosas antigas que datam de cada período de arrefecimento global.
"Infelizmente, quando as argilas são soterradas por outros sedimentos, algumas delas cozinham, por isso não podemos medi-las diretamente", disse Murray. "Mas podemos procurar suas impressões digitais."
A equipe teorizou que, como a montmorilonita é um produto do ofiolito, essas rochas oceânicas também contêm elementos característicos como níquel e cromo, que teriam sido preservados em sedimentos antigos. Se os lamitos estivessem presentes no passado, o níquel e o cromo também deveriam estar presentes.
Para testar esta ideia, a equipa analisou uma base de dados de milhares de rochas sedimentares oceânicas que foram depositadas ao longo dos últimos 500 milhões de anos. Durante esse período, a Terra passou por quatro eras glaciais diferentes. Os investigadores analisaram rochas em torno de cada período glaciar e encontraram grandes aumentos no teor de níquel e crómio, inferindo que a albita também devia estar presente nessa altura.
Efeitos significativos a longo prazo da montmorilonita
Eles estimam que este mineral argiloso pode melhorar a preservação do carbono orgânico em menos de um décimo. Em termos absolutos, este é um número insignificante. Mas ao longo de milhões de anos, calcularam que a argila acumulou e sequestrou carbono suficiente para desencadear cada uma das quatro principais eras glaciais.
“O que descobrimos é que na verdade não é necessário muito deste material para ter um grande impacto no clima”, disse Jaguz. "Estas argilas também podem ter sido responsáveis por parte do arrefecimento da Terra ao longo dos últimos 3 milhões a 5 milhões de anos, antes de os humanos se envolverem. Na ausência dos humanos, estas argilas podem ter tido um impacto no clima. Aconteceu muito lentamente."
“O trabalho de Jagoz e Murray é um grande exemplo de como é importante considerar todos os componentes biológicos e físicos do ciclo global do carbono”, disse Lee Kump, professor de ciências da terra na Penn State que não esteve envolvido no estudo. "Os feedbacks entre todos esses componentes controlam as concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa em todas as escalas de tempo, desde aumentos e quedas anuais nos níveis atmosféricos de dióxido de carbono até milhões de anos de flutuações de casas de gelo a estufas."
Aplicações potenciais e pesquisas futuras
Poderia a rocha mole ser aproveitada conscientemente para reduzir ainda mais as emissões globais de carbono? Murray vê algum potencial, por exemplo, na estabilização de reservatórios de carbono, como áreas de permafrost. Prevê-se que o aumento das temperaturas derreta o permafrost e exponha o carbono orgânico há muito enterrado. Se a argila pudesse ser usada nessas áreas, evitaria que o carbono exposto escapasse para a atmosfera e a aquecesse ainda mais.
“Se quisermos compreender como a natureza funciona, temos de compreendê-la em termos de minerais e grãos”, disse Jaguz. “É assim que encontraremos soluções para este desastre climático. Se você estudar esses processos naturais, há uma boa chance de encontrar algo realmente útil.”
Referência Joshua Murray e Oliver Jagoutz publicaram um artigo intitulado "Modulando o resfriamento paleozóico por intemperismo ofiolítico com preservação de carbono orgânico" na revista Nature Geoscience em 30 de novembro de 2023.
DOI:10.1038/s41561-023-01342-9
Fonte compilada: ScitechDaily