Projektbeschreibung
Ein neuer Ansatz zur Messung der Verwitterungsrate von Gestein und des CO2-Abbaus
Die natürliche Umwandlung von Gestein in Erdreich durch chemische Verwitterung reguliert das atmosphärische CO2. Obwohl Basalt und Karbonat besonders effizient verwittern, sind die derzeitigen Verfahren zur Messung der Verwitterungsrate bei diesen Gesteinsarten unwirksam. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts DEVENDRA wird erstmals ein universelles System zur Messung der Erosions- und Verwitterungsrate entwickelt, das auf dem Vergleich von Berylliumisotopen beruht. Anhand verschiedener Boden- und Einzugsgebietsproben wird es die Gesetzmäßigkeiten der lithologischen Verwitterung und des CO2-Abbaus bestimmen. Dies wird eine verfeinerte Quantifizierung des globalen Kohlenstoffkreislaufs über geologische Zeitskalen ermöglichen und eine Extrapolation des Verhaltens der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen in den nächsten Jahrhunderten bieten. Das Projekt wird auch eine Bewertung der aktiven CO2-Reduktion durch künstlich verstärkte Verwitterung mit Basalt ermöglichen.
Ziel
The chemical weathering of rocks on the Earth’s surface draws down atmospheric CO2, balancing emissions from volcanoes and maintaining habitable temperatures. Basalt and carbonate rocks are particularly crucial in this balance, because they are efficiently weathered: as estimated from studies of the dissolved elements in rivers, basalt accounts for 20-35% of modern global silicate weathering and CO2 consumption flux, despite only covering 5% of Earth’s surface. To formulate sensitivities and feedbacks between weathering of these rocks and climate, we need an accurate description of the exact processes that drive the conversion of rock to soil by weathering. Besides water flow, erosion rate and vegetation are thought to exercise significant control. Currently, however, we lack the tools needed to decipher these controls, because the preferred approach used to quantify erosion and weathering rates – cosmogenic nuclides, produced in situ in quartz – does not work in basalt and carbonate lithologies. The aim of DEVENDRA, dedicated to the pioneer of cosmogenic nuclide geochemistry Devendra Lal (1920 – 2012), is to eliminate this blind spot using a novel method never applied to basalt and carbonate lithologies: the ratio of cosmogenic beryllium-10 rained out from the atmosphere to stable beryllium-9 released by weathering. DEVENDRA will develop this system as a novel erosion and weathering rate meter for these rocks, and will use this new method to calibrate – using globally-distributed soil profiles and catchments of differing climate and erosion rate – the laws that govern weathering and CO2 drawdown in these rocks. The outcomes from DEVENDRA will refine the global weathering models that are used to understand Earth’s carbon cycle on geological time scales, to predict the trajectory of anthropogenic CO2 in coming centuries, and to estimate the potential for negative CO2 emissions by artificially-enhanced weathering of basalts.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologylithology
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeochemistry
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologyvolcanology
- social scienceslaw
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
14195 Berlin
Deutschland