Il Carbonio dalle profondità oceaniche...

Gli scienziati ritengono che il carbonio rilasciato dal fondo dell'oceano ha svolto un ruolo chiave negli ultimi episodi dei cambiamenti climatici. Circa 55 milioni di anni fa, la disgregazione dei continenti nord-est atlantici era associata con l'iniezione di grandi quantità di magma fuso in sedimenti del fondale marino. La Formazione, nel Nord Atlantico, di sedimenti basaltici ricchi di carbonio, fa scattare il rilascio di grandi quantità di metano e anidride carbonica nell'atmosfera e nell'oceano.

È stato suggerito che questo rilascio di carbonio sequestrato in precedenza è stato responsabile per un periodo di aumento di temperatura rapido di 100.000 anni, conosciuto come Paleocene-Eocene termico massimo ( Paleocene-Eocene Thermal Maximum) o PETM. Tre ricerche, pubblicate in Nature Geoscience, suggeriscono che il carbonio intrappolato sotto il fondo marino continua a influenzare le dinamiche del carbonio, almeno nell'oceano profondo.

In una illustrazione dell'editoriale in Nature Geoscience, sono identificati i tre tipi di rilascio di carbonio nel piano marino : i centri di diffusione nel fondale marino, dove due o più piatti oceanici si separano, liberando il magma fuso da sotto, con quello che riscalda i sedimenti organici; i liquidi idrotermali, che circolano attraverso la crosta dell'oceano che converte il carbonio inorganico antico in materia organica dissolta, che successivamente è scaricata nell'oceano sovrastante; e miscele del tipo di idrati del gas di metano e di acqua, che si formano nell'ambito della bassa temperatura e dell'alta pressione sul fondo del mare, e servono anche come fonte di carbonio organico disciolto.

"Nonostante la potenziale importanza delle fonti di carbonio sottomarine, nel plasmare il passato climatico, poco si conosce del loro coinvolgimento nel ciclo del carbonio presente," afferma l'editoriale. Ecco una rassegna dei recenti sviluppi di ricerca per quanto riguarda il carbonio dalle profondità oceaniche.

Una forma di sfiato del fondo marino, è l'ormai familiare black smoker, un camino ben strutturato che si forma sopra fonti idrotermali marine. Il Black smoker produce una densa colonna nera e calda. I Black smoker non sono gli unici emettitori che guidano il calore dell'acqua arricchita di

minerali situata intorno alle dorsali dell'oceano ed alle spaccature di diffusione.. Altri meccanismi simili sono stati scoperti per materiali organici, tra i materiali che vengono rilasciati dalla pavimento dell'oceano è il carbonio.

In “Carbon release by off-axis magmatism in a young sedimented spreading centre,” Daniel Lizarralde, s. Adam Soule, Jeff S. Seewald e Giora Proskurowski, tutti provenienti dall'istituzione Woods Hole Oceanographic, esaminano un sistema di diffusione dove la nuova crosta magmatica si è formata sotto uno strato ricco di sedimenti organici. Essi hanno scoperto che, in queste condizioni, può essere rilasciato carbonio da sedimenti fino a 50 km dal limite del fondale. Questa è un'area molto più grande di quella precedentemente riconosciuta, dieci volte, per quello che erano i 5 km di distanza dai dorsali dove precedentemente erano stati trovati i sedimenti.

Il sistema di spaccatura studiato per questa relazione era il bacino di Guaymas nel Golfo di California. Il Golfo di California è uno stretto tratto di mare formatosi prevalentemente dalla separazione continentale, con la separazione della penisola di Baja dal Nord America, 12 – 15 milioni di anni fa. Ricchi Sedimenti organici di 1-2 km (0.6-1.2 miglia) di spessore, ricoprono densamente il centro di diffusione del bacino di Guaymas, una situazione comune altrove nel Golfo, e in molti altri giovani geologicamente centri di diffusione. il Magma emergente dal centro di diffusione nella spaccatura oceanica, entra in contatto con i sedimenti ricchi di carbonio, rilasciando il carbonio precedentemente sequestrato.

È da notare che questa versione di carbonio è il contrario di ciò che era stato previsto. La formazione di un organico ricco di sedimentazione normalmente è una forma di sequestro del carbonio. Inoltre, l'alterazione causata dagli agenti atmosferici del silicato, ulteriormente consuma la CO2 atmosferica. " Il sequestro di carbonio naturale all'interno di spaccature e sistemi di diffusione giovani, può pertanto essere un processo inefficiente, nonostante i tassi elevati di sedimentazione," concludono gli autori.

Un meccanismo diverso, ma correlato, del rilascio di carbonio dai fondali marini, è descritta in “Chemosynthetic origin of 14C-depleted dissolved organic matter in a ridge-flank hydrothermal system,” scritto da Matthew D. McCarthy, et al. "la circolazione dei fluidi idrotermali nella crosta

oceanica superiore può supportare uno dei più ampi, ma meno compresi, sistemi biogeochimici della terra," essi relazionano. "Tuttavia, poco è conosciuto circa l'abiotica materia organica nei fluidi crostali idrotermali, o dell'eventuale impatto sul ciclo del carbonio dell'oceano sovrastante."

Nella regione della Juan de Fuca Ridge (JDFR), al largo della costa dello stato di Washington e l'isola di Vancouver, nel British Columbia, sono stati prelevati campioni di fluidi di circolazione idrotermali. Da questi esempi, il team di ricerca ha trovato che anche i piccoli ingressi potrebbero rappresentare un'importante fonte non riconosciuta del carbonio organico disciolto. "L'impatto globale di molti sistemi di questi crinali, possono contemporaneamente fungere da impianto di lavaggio per il carbonio organico derivato dalla superficie. e una fonte nuova, materiale chemosintetico", concludono i ricercatori.

Infine, ci rivolgiamo allo studio “Methane hydrate-bearing seeps as a source of aged dissolved organic carbon to the oceans, da John W. Pohlman et al. È stato stimato che i sedimenti marini contengono circa da 500–10.000 Gt di carbonio in forma di metano, principalmente bloccato in gas idrati sottomarini, o depositi condriti... Tale importo è paragonabile a tutto il carbonio organico trovato in terra biota, suoli terrestri, l'acqua di mare e atmosfera, combinati. Gli autori dello studio descrivono così la loro ricerca e risultati:

"Usiamo le misurazioni Δ 14 C e δ 13 C, e i calcoli di bilancio di massa isotopici, per valutare il contributo di carbonio derivato da metano di acqua marina disciolta, e il cuscinetto di carbonio organico sovrastante di gas idrato, filtrato nell'Oceano Pacifico nord-orientale. Indichiamo che il carbonio derivato da metano fossile rappresenta fino a 28% del carbonio organico disciolto. Questo materiale metano-derivato è molto più vecchio e più vuotato in 13C, che il carbonio organico disciolto del fondo. Suggeriamo che il carbonio fossile di metano derivato, può contribuire significativamente alla stima di 4.000–6.000 anni d'età del carbonio organico disciolto nell'oceano profondo, e fornire energia e materia organica alle comunità microbiche delle profondità oceaniche."

Questi depositi di metano non solo contribuiscono notevolmente al carbonio organico disciolto oceanico, ma a causa della composizione isotopica del metano fossile, può fornire le stime di quanta carbonio l'uomo stà rilasciando nell'ecosistema. In più, l'impatto di questa infiltrazione del metano sull'acidificazione dell'oceano, potrebbe essere sostanziale. L'impatto di questo può essere visto nella figura qui sotto..

La composizione isotopica (δ 13 C e Δ 14 C) del sedimento DOC, influisce sulle concentrazioni delle profondità marine DOC.

In questo momento non sappiamo se i processi simili a quelli descritti sopra operano in altri sistemi idrotermali e gas idrati, o la quantità di carbonio che viene creata. E nel caso del carbonio organico disciolto rilasciato da idrati e crinali oceanici, gli oceanografi sono incerti di quanto reattivo sia il carbonio liberato.Una cosa è determinata, la filtrazione, circolante, ed altre forme di rilascio del carbonio dal fondo del mare, stanno accendendo molto prima di quello che gli oceanografi hanno recentemente scoperto. Gli scienziati sospettano che uno o più di questi processi sono stati responsabili dei cambiamenti climatici ed ambientali improvvisi nel passato.

"Per esempio, il metano liberato dai gas idrato durante il Paleocene-Eocene termico massima (Myr 55.8 BP), è stato inserito come causa nell'acidificazione dell'oceano, che ha disciolto ~ 2.000 Gt di carbonato sedimentato," afferma un libro da Michael R. Rampino, pubblicato in PNAS. "Anche se la colonna d'acqua con metano in ossidazione è pensato fosse la fonte principale di CO 2, per l'acidificazione del Paleocene-Eocene termico massimo, i risultati di questo studio suggeriscono che una frazione potenzialmente significativa del carbonio da metano, potrebbe essere stata rilasciata come DOC per la colonna d'acqua, dove vi sarebbe stata successivamente l'ossidazione a CO 2."

L'impatto di tutte queste scoperte scientifiche sulla gente comune è minimo, finora. Solo un evento drammatico come la PETM, avrebbe sconvolto la nostra vita quotidiana. Il PETM è solo l'esempio più recente del rapido riscaldamento globale pensato per essere stato causato da un rapido rilascio di carbonio. Altri grandi eventi che coinvolgono il movimento delle placche tettoniche della terra hanno avuto un più drammatico impatto sul biota del pianeta.

In “Mass extinctions of life and catastrophic flood basalt volcanism,” Rampino offre l'episodica massiccia inondazione continentale di eruzioni di basalto, come una delle possibili cause dell'estinzione di massa, dichiarando "questa connessione è illustrata da uno studio condotto da Whiteside et al, che fornisce la prova che l'eruzione di basalti magmatici nella provincia del'Atlantico centrale (CAMP,Central Atlantic magmatic province ) , con un volume di conservazione maggiore di 1 × 10 6 km 3 ,e una copertura di 7 × 10 6 km 2, ha coinciso con l'evento estintivo del fineTriassico (ETE) (Mya 201.4), sulla terra e negli oceani."

Nessun essere umano ha assistito a un evento come la PETM, lo Younger Dryas potrebbe apparire simile, ma è stato un improvviso raffreddamento, non il riscaldamento, ed è durato solo 1.000 anni. Certamente nessun essere umano ha vissuto un evento di estinzione di massa reale come l'ETE. Fortunatamente per la nostra specie e noi stessi, tali eventi catastrofici, capitano raramente. Come spiega il Dr. Rampino:

"Gli eventi naturali di vario ,nel mondo reale, tendono a seguire una legge relazione dell'inverso del potere tra le grandezze di frequenza F e M, in modo che F = 1/MD, dove D è positivo. Così, piccoli eventi di magnitudo (ad esempio, terremoti, eruzioni vulcaniche, impatti), tendono a verificarsi più frequentemente, invece di eventi potenzialmente catastrofici, di grande magnitudo. Le ragioni sono variabili, ma in generale, una relazione probabilistica esiste tra l'entità e la frequenza degli eventi".

Naturalmente, si verificano eventi improbabili. L'umanità non dovrà tentare il destino incitando la cortuzione di depositi nel fondo marino dei clatrati del metano, o provando a pompare quantità massicce di CO2 nelle profondità dell'oceano. L'editoriale di Nature Geoscience ha commentato specificamente gli sforzi per attenuare le emissioni antropogeniche dell'anidride carbonica facendo uso delle profondità oceaniche:

"Per attenuare tali effetti,i fondali ,dove sono appena state scoperte fonti naturali di carbonio, sono stati proposti come un potenziale sito di assorbimento del carbonio (Nature Geosci. 2, 815–818; 2009; Nature Geosci. 2, 820–822; 2009). Fintanto che il ciclo naturale del carbonio nell'oceano profondo, continua a sorprenderci, probabilmente sarebbe imprudente andare avanti e disturbare

con la deposizione di carbonio catturato dall'uso di combustibili fossili."

Ancora una volta, la scienza sta dando al pubblico una miscela di messaggi. I ricercatori, in una determinata area, propongono "soluzioni" al riscaldamento globale che ignorano i pericoli scoperti dagli altri scienziati. Come osservato da Richard Feynman: "In questa epoca di specializzazione, gli uomini che conoscono approfonditamente un campo sono spesso incompetenti a discutere di un altro". Tuttavia, i governi sono invitati ad andare avanti con "carbone pulito", e altri regimi di sequestro del carbonio.

Gli scienziati del clima, ed eco-attivisti, impegnati per arginare l'attività umana e migliorare la loro reputazione personale, formano un insieme di "Don Chisciotte" del ciclo del carbonio. Ciascuno di essi, come serventi inchinati dai mulini a vento dei global warming, potrebbe aver messo, è "spronato, la convinzione che il mondo ha bisogno di sua presenza immediata." Nessuno è più pericoloso che gli ignoranti, energicamente parlando...

Nonostante gli sforzi del contrario, la scienza più regolata è stata instabile, più pareri hanno rovesciato questo consenso, e hanno rivelato la nostra ignoranza degli aspetti del mondo che ci circonda. Alcuni scienziati accettano la verità, del poco sapere sul carbonio dalle profondità marine, e il suo coinvolgimento nel ciclo del carbonio presente. Essendo ancora non sicuri di una comprensione reale del problema, dovremmo guardarci dal fare passi azzardati, piuttosto che rischiare una catastrofe ecologica o economica nella speranza di evitare gli effetti "provati", e mal definiti, di origine antropica, del riscaldamento globale.

Si ringrazia Doug L. Hoffman.

Paolo Lui.