Tektonik plakaların çarpıştığı ve Dünya'nın iç kısmına daldığı bölgelerde yerkürenin iç kısmına çekilen karbonun, volkanik emisyonlar şeklinde yeniden yüzeye çıkmak yerine, derinlikte sabit kalma eğiliminde olduğu keşfedildi.
Nature Communications'da yayınlanan bulgular, aşağı inen karbonun çoğunlukla tekrar ortaya çıktığına dair önceki teorilerin aksine, volkanik zincirlerin altında geri dönüştürülen karbonun sadece yaklaşık üçte birinin geri dönüş yoluyla yüzeye döndüğünü gösteriyor.
Bilim adamları, gezegenimizdeki karbonun çoğunluğunu barındıran derin Dünya'da karbonun nasıl davrandığını inceleyerek, Dünya'daki karbonun tüm döngüsünü ve atmosfer, okyanuslar ve yüzeydeki yaşam arasında nasıl aktığını daha iyi anlamaya çalışıyor.
Araştırmayı yürüten Cambridge Yer Bilimleri Bölümü doktora öğrencisi ve başyazar Stefan Farsang, "Şu anda karbonun yüzey rezervuarları ve aralarındaki akışlar hakkında nispeten iyi bir anlayışa sahibiz, ancak Dünya'nın milyonlarca yıl boyunca karbonu döngüye sokan iç karbon depoları hakkında çok daha az şey biliyoruz" dedi.
“Karbonun atmosfere (CO 2 olarak) geri salınmasının birkaç yolu vardır, ancak Dünya'nın iç kısmına geri dönebileceği tek bir yol vardır: plaka kaybı yoluyla” denilen araştırmada şu ifadelere yer verildi:
“Burada yüzey, karbon, deniz kabuğu ve atmosferik karbon (CO) mikroorganizmalar yer kabuğunun içine kilitlenmiş olarak, dünyanın içine yönlendirilir. Bilim adamları bu karbonun çok daha sonra volkanlardan kaynaklanan emisyonlar yoluyla CO (karbon) olarak atmosfere iade edildiğini düşünmüştü. Ancak yeni çalışma, yere batış bölgelerinde yutulan kayalarda meydana gelen kimyasal reaksiyonların karbonu yakalayıp Dünya'nın daha derinlerine gönderdiğini ve bir kısmının Dünya yüzeyine geri gelmesini engellediğini ortaya koyuyor.”
Ekip, Avrupa Synchrotron Radyasyon Tesisi'nde bir dizi deney gerçekleştirdi. Nature Communications'daki makalenin ortak yazarı, NTU Singapur Bilim Koleji Dekanı Simon Redfern, "ESRF, dünya lideri tesislere ve sonuçlarımızı almak için ihtiyaç duyduğumuz uzmanlığa sahip. Tesis bizi ilgilendiren yüksek basınç ve sıcaklık koşullarında bu metallerin çok düşük konsantrasyonlarını ölçebilir." dedi. Deneyde, karbonun kaybolduğu bölgelerin yüksek basınçlarını ve sıcaklıklarını çoğaltmak için, numuneye karşı iki küçük elmas örsün preslenmesiyle aşırı basınçların elde edildiği ısıtılmış bir "elmas örs" kullanıldığı belirtildi.
Deneyde, tebeşirle aynı kimyasal yapıya sahip olan karbonat kütlesinin, mantoda daha derinlere kanalize edildiğinde kalsiyum bakımından daha az zengin ve magnezyum açısından daha fazla zengin hale geldiğine dair kanıtları desteklediği ifade edildi. Bu kimyasal dönüşümün karbonatı daha az çözünür hale getirdiği, yani yanardağları besleyen sıvılara çekilmediği, bunun yerine karbonatın çoğu sonunda elmas haline gelebileceği yeryüzünün daha derinine indiği belirtildi.
Farsang, "Bu alanda daha yapılacak çok araştırma var. Gelecekte, karbonat çözünürlüğünü daha geniş sıcaklık, basınç aralığında ve çeşitli sıvı bileşimlerinde inceleyerek tahminlerimizi güçlendirmeyi amaçlıyoruz. Bulgular, daha genel açıdan iklim sistemimizde karbonat oluşumunun rolünü anlamak için de önemlidir” diye konuştu.
Redfern ise, "Bu sonuçlar aynı zamanda karbonu atmosferin dışında, katı Dünya'ya hapsetmenin daha iyi yollarını anlamamıza yardımcı olacak. Bu süreci doğanın idare ettiğinden daha hızlı hızlandırabilirsek, iklim krizini çözmeye yardımcı olacak bir yol olabilir" ifadelerini kullandı.
Phys.org