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Os cientistas se perguntam o que acontece com o carbono orgânico e inorgânico que a Placa do Pacífico da Terra carrega consigo ao deslizar para o interior do planeta ao longo do Anel de Fogo cravejado de vulcões.
Um novo estudo sugere que uma quantidade notável desse carbono subduzido retorna à atmosfera, em vez de viajar profundamente no manto da Terra.
A descoberta pode melhorar as projeções de longo prazo sobre o clima da Terra.
Um estudo conduzido por um cientista do Instituto Geofísico Fairbanks da Universidade do Alasca mostrou que os vulcões do Arco Aleuta-Alasca devolvem mais carbono subduzido à atmosfera como dióxido de carbono do que se pensava anteriormente. Isso ocorre por meio de um processo conhecido como reciclagem.
A professora associada de pesquisa Taryn Lopez é a principal autora da pesquisa publicada hoje na revista Avanços da ciência. Os 12 co-autores vêm de instituições na Califórnia, Novo México, Nova York, Rhode Island, estado de Washington e Washington, DC, bem como Itália e Nova Zelândia.
“Embora agora tenhamos uma boa ideia de quanto carbono é levado para o interior da Terra por subducção e quanto é liberado para a atmosfera por vulcões, ainda temos muito a aprender sobre o que acontece com o carbono depois que ele é subduzido e o que fração é devolvida à atmosfera”, disse Lopez.
O Arco Aleuta-Alasca, que se estende de Cook Inlet a oeste através das Ilhas Aleutas, tem menos fontes de carbono em sua crosta e laje subduzida do que a maioria dos arcos vulcânicos ao redor do mundo. Isso torna possível rastrear o carbono através do ciclo de subducção e ter uma ideia melhor de quanto os vulcões de carbono subduzido retornam à atmosfera.
O carbono reciclado para vulcões de arco – aqueles localizados acima de uma zona de subducção de placas oceânicas – origina-se de três lugares: a placa ou laje oceânica subduzida, a cunha do manto que cobre a laje descendente e a crosta dominante.
Lopez procurou definir melhor quanto carbono está vindo da laje subductada.
O carbono orgânico se deposita no fundo do mar – a superfície da laje da crosta oceânica em direção à subducção. O carbono orgânico inclui restos de plantas e animais marinhos e de plantas e animais terrestres levados para o oceano.
O carbono inorgânico, derivado da água do mar, pode precipitar como minerais na crosta oceânica.
A nova pesquisa baseou-se em amostras de gás que Lopez e outros coletaram de 17 vulcões durante esta e pesquisas anteriores. Eles usaram dados de núcleos de perfuração oceânica obtidos em quatro locais próximos à Fossa Aleuta, onde a placa do Pacífico mergulha sob a placa norte-americana.
Com essa informação, os pesquisadores usaram modelagem química para rastrear qual fração de carbono orgânico e inorgânico retorna à atmosfera da laje subduzida na Fossa Aleuta. Eles rastrearam o carbono desde a subducção até a saída de gases do vulcão.
A pesquisa se concentrou nas regiões central e ocidental do Arco Aleuta-Alasca, que consistem em crosta oceânica.
“Do oeste da Península do Alasca, sabemos que a crosta predominante não possui uma quantidade substancial de carbono”, disse Lopez. “Isso significa que podemos assumir que a desgaseificação de carbono dos vulcões vem do manto ou da placa subductada”.
Lopez e seus colegas começaram a procurar a proporção de átomos de carbono 12 e 13 no gás proveniente de vulcões. O isótopo do carbono 12 constitui quase 99% do carbono da Terra. O isótopo de carbono 13, que possui um nêutron adicional em seu núcleo, representa apenas cerca de 1%. O carbono inorgânico, o carbono orgânico e o carbono do manto têm proporções um tanto distintas dos dois isótopos.
A equipe identificou a composição isotópica de carbono média dos gases vulcânicos, bem como a composição isotópica e a quantidade total de carbono que entra na trincheira da laje subduzida. Usando essa informação, eles calcularam a quantidade de carbono subduzido liberado para a atmosfera através da desgaseificação dos vulcões Aleutian-Alaska Arc.
Estudos anteriores concluíram que quantidades mínimas de carbono orgânico em sedimentos do fundo do oceano e carbono inorgânico da crosta laje subductada retornaram à atmosfera.
Lopez e seus colegas descobriram que aproximadamente 43% a 61% do carbono orgânico derivado de sedimentos é devolvido à atmosfera por meio de desgaseificação vulcânica nas Aleutas centrais e que aproximadamente 6% a 9% do carbono inorgânico da crosta laje é devolvido à atmosfera pela desgaseificação dos vulcões Aleutas ocidentais.
Os cientistas também descobriram que as proporções de carbono orgânico e carbono inorgânico reciclado através de vulcões de arco pareciam ser influenciadas por características da zona de subducção, como velocidade de subducção e temperatura da laje.
“Esses resultados indicam que menos carbono é devolvido ao manto profundo do que pensávamos anteriormente”, disse Lopez. “Esses resultados ajudam a esclarecer nossa compreensão do destino do carbono subduzido e podem ajudar a melhorar os modelos climáticos globais”.
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