Wzrost temperatury powiązany z emisją CO2 ze skał
Na temperaturę powierzchni Ziemi wpływają atmosferyczne stężenia gazów takich jak CO2, które przyczyniają się do tzw. efektu cieplarnianego. Od czasu rewolucji przemysłowej stężenie CO2 gwałtownie rośnie, co w dużej mierze spowodowane jest spalaniem paliw kopalnych. Zwalczanie tych emisji ma kluczowe znaczenie dla powstrzymania wzrostu temperatury. Aby ocenić nasze postępy w tej dziedzinie, naukowcy muszą dokładnie mierzyć emisje CO2 i identyfikować źródła CO2. Oznacza to konieczność uwzględnienia nie tylko emisji spowodowanych przez człowieka, ale także naturalnego uwalniania CO2.
Naturalny obieg węgla
Projekt ROC-CO2(odnośnik otworzy się w nowym oknie) powstał z myślą o wypełnieniu luki w wiedzy na temat naturalnego obiegu węgla. Naukowcy wiedzą, że podczas rozpadu skał może dochodzić zarówno do uwalniania, jak i pochłaniania CO2, co wynika częściowo z utleniania zawartego w nich węgla organicznego. Jest to proces zwany wietrzeniem chemicznym. Do niedawna jednak naukowcy nie potrafili dokładnie zmierzyć ani w pełni zrozumieć mechanizmów tego procesu. Aby dokładniej poznać chemiczne wietrzenie, w ramach projektu ROC-CO2, wspartego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), opracowano pionierskie nowe metody analityczne.
Pomiar emisji CO2
„Pomiar uwalniania CO2 ze skał jest bardzo trudny”, wyjaśnia koordynator projektu ROC-CO2 Robert Hilton z Uniwersytetu Oksfordzkiego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Zjednoczonym Królestwie. „Wiemy jednak, że kiedy skały ulegają rozkładowi, do okolicznych rzek i jezior trafia szereg pierwiastków”. Jednym z tych pierwiastków jest ren, który zdaniem Hiltona mógłby pozwolić na pośredni pomiar węgla. Po pobraniu próbek z rzek i przeanalizowaniu zawartości renu Hilton z zespołem byli w stanie uzyskać obraz rozpadu skał na danym obszarze i zmierzyć, jak szybko zachodzi ten proces. Starali się też bezpośrednio zmierzyć poziom emisji i absorpcji CO2 w wyniku wietrzenia skał. „Zamontowaliśmy czujniki CO2 na skałach na stanowisku we Francji i obserwowaliśmy »oddychanie« skał”, mówi Hilton. „Było to o wiele trudniejsze, niż się wydaje, gdyż musieliśmy mieć pewność, że nie mierzymy emisji CO2 z atmosfery ani z korzeni roślin”. W tym celu zespół pobierał próbki gazu i mierzył poziom izotopów promieniotwórczych węgla. Biorąc pod uwagę, że okres połowicznego rozpadu izotopów promieniotwórczych węgla(odnośnik otworzy się w nowym oknie) wynosi kilka tysięcy lat, negatywny odczyt oznaczał, że CO2 na pewno pochodzi z materii nieożywionej, czyli skały.
Wpływ na klimat
Na przestrzeni kilku lat zespół ustalił, że ilość CO2 uwalnianego z wietrzejących skał faktycznie wzrasta wraz z temperaturą. W zimie emisja CO2 z terenu badań spadała, w lecie rosła. „Wskazuje to, że w miarę ocieplania się klimatu uwalniane będzie więcej CO2”, dodaje Hilton. „Jeśli zjawisko to występuje nie tylko na naszym stanowisku, to trzeba będzie zacząć nieco inaczej myśleć o obiegu węgla”. Zdaniem Hiltona ustalenia te otwierają przed naukowcami nowe kierunki badań. „Nie możemy decydować, kiedy i gdzie CO2 przedostaje się do atmosfery w ramach naturalnego obiegu węgla”, tłumaczy. Może być to związane na przykład ze skałami osadowymi ukrytymi pod wieczną zmarzliną. „Czy gdy wieczna zmarzlina się roztopi, zaczną one emitować CO2? Musimy to ustalić”. Po metody opracowane w projekcie ROC-CO2 sięgają już inni naukowcy z całego świata. Omawiane odkrycia pomogą dokładniej określić prawdopodobny wpływ strumieni CO2 z rozkładających się skał na klimat, w skali od jednego sezonu do kilku tysięcy lat.
