En tant qu’élément principal de la vie sur notre planète, le carbone voyage constamment des créatures vivantes vers la croûte terrestre et remonte dans l’atmosphère, mais jusqu’à récemment, quantifier ce voyage était pratiquement unattainable.
Pour aider à percer le mystère de la façon dont la Terre cycle le carbone fossile, Mark Torres de l’Université Rice et ses collaborateurs ont étudié la chimie d’un système fluvial s’étendant des Andes péruviennes aux plaines inondables de l’Amazonie. En collaboration avec des collaborateurs de cinq autres establishments, Torres a contribué à montrer que des taux élevés de dégradation du carbone persistent du sommet des montagnes jusqu’aux plaines inondables, le carbone lié aux roches qui constituaient autrefois le fond océanique préhistorique étant libéré dans l’atmosphère par l’érosion et les intempéries.
Selon une étude publiée dans PNAS, les chercheurs ont utilisé le rhénium – un métal de changeover lourd gris argenté – comme substitut du carbone. Comprendre le cycle naturel du carbone pré-anthropique de la Terre offre des informations précieuses sur l’histoire de la planète et sa réponse aux défis climatiques actuels.
« Le but de cette recherche était de quantifier la vitesse à laquelle la Terre libère naturellement du dioxyde de carbone dans l’atmosphère et de découvrir si ce processus varie selon les zones géographiques », a déclaré Torres.
Traditionnellement, comprendre ce processus a été difficile motor vehicle il implique des réactions chimiques complexes qui transforment les roches en gaz comme le dioxyde de carbone, ce qui le rend difficile à quantifier.
« Cette recherche a utilisé une approach nouvellement développée, mise au issue par Robert Hilton et Mathieu Dellinger, qui repose sur un oligo-élément – le rhénium – incorporé dans la matière organique fossile », a déclaré Torres. « À mesure que le plancton meurt et coule au fond de l’océan, ce carbone mort devient chimiquement réactif de manière à y ajouter du rhénium. »
Sur de longues périodes de temps, les processus géologiques peuvent provoquer la poussée des roches du fond des océans vers la floor de la Terre sous forme de chaînes de montagnes, et le carbone ancien emprisonné dans les roches est lentement libéré dans l’atmosphère. Ce faisant, il reste du rhénium, qui peut être mesuré dans l’eau.
Contrairement à d’autres éléments du carbone fossile, tels que l’azote ou le phosphore, qui sont absorbés par les plantes ou entrent dans la composition d’autres processus chimiques ou biologiques, le rhénium est relativement inerte, ce qui en fait un bon outil pour évaluer la quantité de carbone libérée dans l’atmosphère. l’écorce terrestre.
« Les organismes ne s’en soucient pas – ce n’est pas un nutriment », a déclaré Torres. « Il est simplement incorporé passivement dans les rivières, où nous pouvons le mesurer. Un bon indicateur est celui qui répond uniquement au processus que vous essayez d’étudier.
« Il faut en savoir beaucoup sur le rhénium en tant qu’élément, sa chimie et son environnement pour pouvoir l’interpréter de cette manière. Il y a beaucoup de travail d’interprétation qui a dû être effectué avant ces mesures et qui nous permet de dire que le Le seul hôte de cet élément est le carbone fossile évaporé dans l’atmosphère. »
Le bassin du Rio Madre de Dios était un endroit idéal pour étudier cette query automobile il offrait un gradient naturel depuis les hauteurs de l’une des as well as hautes chaînes de montagnes jusqu’aux plaines inondables du additionally grand fleuve du monde en volume. De moreover, les forms de roches exposés sur ce web-site sont des schistes riches en carbone, ce qui, selon Torres, est exactement ce que vous voudriez étudier dans ce cas.
« Je suis très enthousiasmé par cet outil », a déclaré Torres. « Les étudiants en riz ont déployé cette même méthode dans notre laboratoire ici, nous pouvons donc désormais effectuer ce style de mesure et l’appliquer sur d’autres internet sites. En fait, dans le cadre de la recherche actuelle financée par la National Science Foundation, nous appliquons cette method dans Californie du Sud pour apprendre comment la tectonique et le climat influencent la dégradation du carbone fossile. »
En comprenant les processus lents qui régissent le cycle du carbone de notre planète, les scientifiques peuvent construire des modèles climatiques moreover précis et travailler à l’élaboration de stratégies additionally efficaces pour atténuer l’impact des émissions de carbone anthropiques.
Torres est professeur adjoint de sciences de la Terre, de l’environnement et des planètes à Rice. Hilton, professeur de géologie sédimentaire à l’Université d’Oxford, et Dellinger, chercheur à l’Université Savoie Mont Blanc, sont les principaux auteurs de l’étude.
La recherche a été financée par la subvention de démarrage du Conseil européen de la recherche – ROC-CO2 (678779), la bourse de recherche junior COFUND/Durham de l’Union européenne (267209) et la Nationwide Science Basis (1455352, 1851309, 20000097).
