Выветривание горных пород влияет на изменение климата

Химическое выветривание горных пород углекислым газом, растворённым в дождевой воде, до сих пор не учитывалось в моделях будущего изменения климата. Однако исследователи из Лаборатории наук о Земле и окружающей среде Тулузы (Laboratoire Géosciences Environnement Toulouse) в сотрудничестве с Лабораторией наук о климате и окружающей среде (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement) и Университетом Бергена (Норвегия) продемонстрировали его чувствительность: чем выше уровень CO₂ в атмосфере, тем мощнее этот поглотитель углерода, ускоряющий растворение пород. Исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change в марте 2012 года, показывает, что этот механизм следует включать в модели будущих климатических изменений.

Процесс химического выветривания ежегодно связывает около 0.3 миллиарда тонн атмосферного углерода в реках и океанах. Хотя это значительно меньше антропогенных выбросов CO₂ (~8 млрд тонн в год), данный поток сопоставим с чистым обменом между атмосферой и наземной биосферой в доиндустриальных условиях (0.4 млрд тонн). Ранее этот процесс считался значимым лишь в масштабах миллионов лет, но измерения в бассейне реки Миссисипи указали на его потенциальную роль даже в столетних масштабах.

Чтобы изолировать роль климата и минимизировать влияние хозяйственной деятельности, учёные изучили один из крупнейших арктических водосборов — бассейн реки Маккензи в Канаде. С помощью моделей они смоделировали условия с удвоением концентрации CO₂ в атмосфере (до 560 ppmv к 2100 году), что привело к потеплению на 1.4–3 °C и увеличению осадков на 7% в регионе.

Расчёты показали, что при росте CO₂ с 355 ppmv (конец XX века) до 560 ppmv поглощение углерода за счёт химического выветривания в бассейне Маккензи увеличится на 50%. 40% этого роста связаны непосредственно с изменением климата (более высокие температуры и осадки ускоряют растворение минералов), а 60% — с изменением активности растительности: повышенный уровень CO₂ снижает эвапотранспирацию растений, что усиливает циркуляцию воды в почвах и ускоряет выветривание.

Исследование доказало высокую чувствительность континентального химического выветривания к антропогенному изменению климата. Потребление атмосферного CO₂ этим процессом может вырасти на 50% к 2100 году, а его чувствительность к климату станет сопоставима с потоком, связанным с наземной биосферой. Остаются открытыми вопросы о реакции этого процесса в засушливых регионах, его способности поглощать избыток CO₂ и чувствительности к деятельности человека. Однако теперь химическое выветривание необходимо включать во все модели будущих климатических изменений.