Tokom mnogo stotina miliona godina, prosečna temperatura na površini Zemlje varirala je za ne više od 20° Celzijusa, olakšavajući život na našoj planeti. Da bi održala takve stabilne temperature, Zemlja mora imati ‘termostat’ koji reguliše koncentraciju atmosferskog ugljen-dioksida u geološkim vremenskim okvirima, utičući na globalne temperature.
Erozija i trošenje stena su važni delovi ovog ‘termostata’. Tim koji predvode geolog LMU Aaron Bufe i Niels Hovius iz Nemačkog istraživačkog centra za geonauke sada je modelirao uticaj ovih procesa na ugljenik u atmosferi. Njihov iznenađujući rezultat: hvatanje CO 2 kroz reakcije na vremenske uticaje je najveće u planinskim vencima niskog reljefa sa umerenim stopama erozije, a ne tamo gde su stope erozije najbrže.
Vremenske prilike nastaju kada je stena izložena vodi i vetru. „Kada silikati vrebaju, ugljenik se uklanja iz atmosfere i kasnije taloži kao kalcijum karbonat. Nasuprot tome, trošenje drugih faza — kao što su karbonati i sulfidi ili organski ugljenik sadržan u stenama — oslobađa CO 2 . Ove reakcije su obično mnogo brže od silikata vremenske prilike“, kaže Hovijus.
„Kao posledica toga, uticaj izgradnje planina na ciklus ugljenika je složen.“
Da bi se pozabavili ovom složenošću, istraživači su koristili model vremenskih uticaja kako bi analizirali tokove sulfida, karbonata i silikata u brojnim ciljanim studijskim regionima — kao što su Tajvan i Novi Zeland — sa velikim rasponima u stopama erozije. Svoje nalaze su objavili u časopisu Science.
„Otkrili smo slična ponašanja na svim lokacijama, ukazujući na zajedničke mehanizme“, kaže Bufe.
Dalje modeliranje je pokazalo da odnos između erozije i CO 2 -fluksova nije linearan, već da se CO 2 hvata sa vrhova vremenskih uticaja pri brzini erozije od približno 0,1 milimetara godišnje. Kada su stope niže ili veće, manje CO 2 se izdvaja i CO 2 može čak biti ispušten u atmosferu.
„Visoke stope erozije, kao na Tajvanu ili na Himalajima, potiskuju vremenske uslove u izvor CO 2, jer trošenje silikata prestaje da raste sa stopama erozije u nekom trenutku, dok se trošenje karbonata i sulfida dalje povećava“, objašnjava Bufe.
U predelima sa umerenom stopom erozije od oko 0,1 milimetar godišnje, karbonati i sulfidi koji brzo troše vremenske prilike su u velikoj meri osiromašeni, dok su silikatni minerali u izobilju i efikasno vrebaju.
Tamo gde je erozija čak i sporija od 0,1 milimetara godišnje, samo nekoliko minerala je prepušteno vremenskim uslovima. Najveći ponori CO 2 su stoga planinski lanci niskog reljefa kao što su Schvarzvald ili Oregon Coast Range, gde se stope erozije približavaju optimalnom.
„U geološkim vremenskim okvirima, temperatura na koju je postavljen Zemljin ‘termostat’ stoga snažno zavisi od globalne distribucije stopa erozije,“ kaže Bufe.
Da bi se detaljnije razumeli efekti erozije na klimatski sistem Zemlje, Bufe smatra da bi buduće studije trebalo dodatno da razmotre organske ponore ugljenika i vremenske uticaje u poplavnim ravnicama.
