Оценка условий выветривания по всему миру для понимания лимитирующих факторов для основных типов горных пород

Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания провела оценку различных условий выветривания по всему миру, чтобы лучше понять факторы, ограничивающие скорость этого процесса для основных типов горных пород.

В статье, опубликованной в журнале Science, С. Л. Брантли, Эндрю Шонесси, Марина Лебедева и Виктор Балашов описывают сравнение экспериментальных данных с полевыми исследованиями, чтобы больше узнать о том, сколько углекислого газа извлекается из воздуха за счёт выветривания горных пород. Роберт Хилтон из Оксфордского университета опубликовал в том же номере журнала обзорную статью, излагающую суть этого нового исследования. Предыдущие работы показали, что при естественном выветривании (под действием тепла, холода, ветра, дождя и льда) породы высвобождают минералы, которые в конечном итоге связывают атмосферный углерод, но его количество было трудно измерить. В новой работе учёные провели испытания на большом количестве участков, чтобы оценить глобальное связывание CO₂.

При контакте углекислого газа с влажной породой образуется угольная кислота. Со временем это приводит к образованию растворимых минералов и бикарбоната — одной из форм углерода. Эти продукты постепенно попадают через реки, ручьи и грунтовые воды в океан, где минералы и связанный с ними углерод захораниваются. Этот процесс продолжается миллионы лет и объясняет, почему планета не стала намного горячее из-за всего CO₂, выбрасываемого в атмосферу вулканами.

Для более точной оценки естественного связывания углерода при выветривании исследователи подвергли многие типы пород искусственным погодным условиям в лаборатории. Затем они собрали образцы почвы с 45 участков по всему миру, проанализировали их и сравнили состав с материалами, выветренными в лаборатории.

Учёные более чётко определили факторы, влияющие на количество высвобождаемого или связываемого углерода. Они обнаружили, например, что меньше углерода высвобождается из минералов в более холодных регионах, где запасы минералов малы, а количество осадков невелико. Для глобальных оценок требуется дополнительная работа, но исследователи отмечают, что предварительные расчёты показывают: связывание CO₂ в результате выветривания горных пород недостаточно, чтобы компенсировать количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в результате деятельности человека.