Un mineral producido por la tectónica de placas tiene un efecto de enfriamiento global. ¿Cómo?

Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha demostrado que las arcillas que atrapan carbono son producto de la tectónica de placas: cuando la corteza oceánica choca contra una placa continental, puede sacar a la superficie rocas que, con el tiempo, pueden transformarse en minerales, incluida la esmectita.

Con el tiempo, el sedimento arcilloso vuelve a depositarse en el océano, donde los minerales atrapan trozos de organismos muertos en sus pliegues microscópicos. Esto evita que los microbios consuman el carbono orgánico y lo expulsen a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.

Durante millones de años, la esmectita puede tener un efecto de enfriamiento global. A través de una serie de análisis, los investigadores demostraron que la esmectita probablemente se produjo después de varios eventos tectónicos importantes durante los últimos 500 millones de años.

Estos descubrimientos son los primeros en demostrar que la tectónica de placas puede desencadenar edades de hielo mediante la producción de esmectita secuestradora de carbono.

Estas arcillas se pueden encontrar en algunas regiones tectónicamente activas, y los científicos creen que la esmectita continúa secuestrando carbono, proporcionando un amortiguador natural, aunque de acción lenta, contra las actividades humanas que contribuyen a acelerar el calentamiento climático.

La influencia de la tectónica de placas en el clima de la Tierra

Este nuevo estudio es la continuación del trabajo anterior del equipo, que demostró que cada una de las principales edades de hielo de la Tierra probablemente fue provocada por un evento tectónico en los trópicos. Los investigadores descubrieron que cada uno de estos eventos tectónicos expuso a la atmósfera rocas oceánicas llamadas ofiolitas.

Los investigadores han propuesto la idea de que cuando ocurre una colisión tectónica en una región tropical, las ofiolitas pueden experimentar ciertos efectos de meteorización, como la exposición al viento, la lluvia e interacciones químicas, que transforman las rocas en diversos minerales, incluidas arcillas.

En ese momento, no estaba claro qué minerales podrían resultar de este efecto de meteorización, ni si estos minerales podrían contribuir directamente al enfriamiento del planeta y cómo. Por lo tanto, aunque parecía haber un vínculo entre la tectónica de placas y las edades de hielo, el mecanismo exacto por el cual una podía desencadenar la otra aún estaba en duda.

Con este nuevo estudio, el equipo buscó ver si el proceso de erosión tectónica tropical propuesto produciría minerales que atraparían carbono en cantidades suficientes para desencadenar una edad de hielo global.

Esmectita y edades de hielo

Según los análisis realizados por el equipo, uno de los minerales tenía una presencia y efecto claro: la esmectita. Esta arcilla no sólo era un producto natural de la tectónica tropical, sino que también era muy eficaz para capturar carbono orgánico. En teoría, la esmectita parecía ser un vínculo sólido entre la tectónica y las edades de hielo.

Pero, ¿existían realmente arcillas en cantidad suficiente para desencadenar las cuatro glaciaciones anteriores? Lo ideal sería que los investigadores lo confirmaran encontrando esmectita en capas de rocas antiguas que se remontan a cada periodo de enfriamiento global.

El equipo razonó que debido a que las esmectitas son un producto de ofiolitas, estas rocas oceánicas también contienen elementos característicos como níquel y cromo, que se conservarían en sedimentos antiguos. Si en el pasado existieron esmectitas, también deberían estar presentes níquel y cromo.

Para probar esta idea, el equipo analizó una base de datos que contiene miles de rocas sedimentarias oceánicas depositadas durante los últimos 500 millones de años. Durante este período de tiempo, la Tierra pasó por cuatro edades de hielo distintas. Al analizar las rocas alrededor de cada uno de estos períodos, los investigadores observaron grandes picos de níquel y cromo y dedujeron que también debe haber estado presente esmectita.

Según sus estimaciones, el mineral arcilloso puede haber aumentado la conservación del carbono orgánico en menos de una décima parte del uno por ciento. En términos absolutos, se trata de una cantidad minúscula. Pero, a lo largo de millones de años, calcularon que el carbono acumulado y secuestrado por esta arcilla era suficiente para desencadenar cada una de las cuatro grandes glaciaciones.

¿Podrían usarse las esmectitas intencionalmente para reducir aún más las emisiones globales de carbono?

Murray ve cierto potencial, por ejemplo, para reforzar las reservas de carbono, como las regiones de permafrost. Se predice que el aumento de las temperaturas derretirá el permafrost y expondrá el carbono orgánico enterrado durante mucho tiempo.

Si se pudieran aplicar esmectitas a estas regiones, las arcillas podrían evitar que este carbono expuesto escape a la atmósfera y la caliente aún más

Referencia de la noticia:Murray J., Jagoutz O.. Palaeozoic cooling modulated by ophiolite weathering through organic carbon preservation. Nature Geoscience (2023).