Skip to main content

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

Article Category

Article available in the folowing languages:

Erozja chemiczna a dwutlenek węgla w atmosferze

Naukowcy zajmujący się morzem zbadali procesy, od których zależy uwalnianie izotopów hafnu (Hf) z kontynentów. Wypracowane wyniki pozwolą lepiej poznać charakter i tempo erozji kontynentów w przeszłości oraz wpływ erozji na środowisko.

Zmiana klimatu i środowisko

Erozja chemiczna skał krzemianowych powoduje wiązanie dwutlenku węgla (CO2) z atmosfery i przyczynia się do regulowania klimatu ziemskiego w geologicznych perspektywach czasowych. Wyższe temperatury i większa aktywność cyklu hydrologicznego podczas cieplejszych okresów powodują zwiększenie intensywności erozji chemicznej, a tym samym skuteczne wiązanie CO2 z atmosfery. Z kilku dotychczasowych badań wynika, że opady i temperatura mają duże znaczenie dla tempa erozji chemicznej. Wiele jednak wskazuje na to, że największy wpływ ma intensywność erozji fizycznej. Cofanie się kontynentalnej pokrywy lodowcowej w czwartorzędzie mogło spowodować silniejszą erozję chemiczną niż w świecie bez lodu. Niewykluczone więc, że naprzemienne występowanie glacjałów i interglacjałów w czwartorzędzie mogło przyczynić się do utrzymywania niskiego poziomu CO2 w atmosferze. Byłby to stabilny tryb funkcjonowania układu klimatycznego w niskich temperaturach. Celem finansowanego ze środków UE projektu HAFNIUMWEATHERING było poznanie mechanizmów uwalniania hafnu (Hf) podczas erozji. Znajomość tych prawidłowości umożliwiła interpretowanie obecności HF w osadach morskich, które stanowią historyczny zapis składu wody morskiej. Z zapisów można odczytać cenne informacje o tempie erozji chemicznej i intensywności wiązania CO2 w przeszłości oraz o długoterminowych zmianach klimatu. Badacze przyjrzeli się trzem różnym hipotezom wyjaśniającym nierównomierną erozję Hf. Tradycyjne wyjaśnienie głosi, że jest to związane z odpornością cyrkonów (pospolitych minerałów występujących w formie drobnych kryształów) na erozję. Zasugerowano jednak, że odporność ta zmniejsza się w okresach intensywnej erozji chemicznej. Izotopy Hf mogą zatem posłużyć do odtworzenia intensywności erozji fizycznej w przeszłości. Nowsza teoria sugeruje, że nierównomierność erozji Hf można wyjaśnić preferencyjnym uwalnianiem Hf przez związki lutetu i krzemian hafnu. Implikuje to szybką ewolucję uwalnianych izotopów Hf wraz ze starzeniem się gleby, w której łatwo ulegają one erozji i zanikają. Wreszcie są też dane wskazujące, że wpływ na stężenie Hf w oceanie ma również erozja węglanów. Wyniki projektu HAFNIUMWEATHERING umożliwią pewniejsze interpretowanie zawartości izotopów Hf w wodzie morskiej. Pozwoli to lepiej poznać charakter i tempo erozji w przeszłości oraz jej wpływ na stężenie CO2 w atmosferze.

Słowa kluczowe

Erozja chemiczna, hafn, dwutlenek węgla w atmosferze, erozja fizyczna, czwartorzęd, osady morskie, zmiany klimatu, cyrkony, erozja węglanów, woda morska, izotop Hf

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania