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Constraining the controls on the incongruent release of hafnium: implications for long-term chemical weathering rates and long-term CO2

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Meteorizzazione chimica e CO2 atmosferico

Alcuni scienziati marini hanno studiato i processi che controllano il rilascio di isotopi di afnio (Hf) dai continenti. I risultati forniranno informazioni sulla natura e il tasso di meteorizzazione del passato dei continenti e del suo impatto ambientale.

Cambiamento climatico e Ambiente

La meteorizzazione chimica dei silicati delle rocce fornisce un bacino per il biossido di carbonio atmosferico (CO2) e aiuta a regolare il clima della Terra in tempi geologici. L'aumento della temperatura e un ciclo idrogeologico più attivo durante i periodi caldi ha come risultato più alti livelli di meteorizzazione chimica e un efficiente calo del livello di CO2 nell'atmosfera. Una serie di studi hanno indicato che le precipitazioni e la temperature sono fattori importanti che influenzano i tassi di meteorizzazione chimica. Ci sono però anche prove che dimostrano che è l'intensità della meteorizzazione fisica a esercitare l'influenza maggiore. Durante il Periodo quaternario, il ritirarsi delle calotte di ghiaccio continentale possono aver avuto come risultato tassi di meteorizzazione chimica più alti rispetto a quelli di un mondo senza ghiaccio. L'oscillazione tra periodi glaciali e interglaciali durante il Quaternario potrebbe quindi aver fatto in modo che il livello di CO2 atmosferico rimanesse basso. Questo rappresenta un modo di funzionamento stabile del sistema climatico a basse temperature. Lo scopo del progetto HAFNIUMWEATHERING, finanziato dall'UE, era capire meglio il rilascio dell'elemento Hf durante la meteorizzazione chimica. Questo ha permesso agli scienziati di interpretare la presenza di Hf nei sedimenti marini, che ci danno un'immagine della composizione dell'acqua di mare in passato. Queste testimonianze possono darci preziose informazioni riguardo i tassi passati di metorizzazione chimica e sulla riduzione del livello di CO2 e i cambiamenti climatici a lungo termine. I ricercatori hanno studiato tre diverse ipotesi per spiegare la natura incongruente della meteorizzazione di Hf. La spiegazione tradizionale è che essa è legata alla resistenza da parte degli zirconi (un comune minerale che si trova in forma di piccoli cristalli) alla meteorizzazione. È stato suggerito però che questa è ridotta in tempi di intensa meteorizzazione chimica. Per questo motivo gli isotopi di Hf si possono usare per ricostruire l'intensità della meteorizzazione fisica nel passato. Più di recente, si è ipotizzato che il rilascio preferenziale di Hf da Lutezio e silicato di Hf controlli l'incongruenza della meteorizzazione dell'Hf. Questo desume una rapida evoluzione degli isotopi di Hf rilasciati con l'età del suolo perché questi si meteorizzano facilmente e si esauriscono. Infine, ci sono prove che la meteorizzazione dei carbonati sia anche importante per determinare il livello di Hf nel mare. I risultati del progetto HAFNIUMWEATHERING permetteranno un'interpretazione più valida delle testimonianze dell'isotopo Hf nell'acqua del mare. In questo modo si potrà capire meglio la natura e il tasso di meteorizzazione del passato e i suoi effetti sul CO2 atmosferico.

Parole chiave

Meteorizzazione chimica, afnio, biossido di carbonio atmosferico, meteorizzazione fisica, Quaternario, sedimenti marini, cambiamenti climatici, zirconi, meteorizzazione dei carbonati, acqua di mare, isotopo Hf

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