O clima da Terra é influenciado por vários fatores, tanto naturais quanto induzidos pelo homem. Um desses fatores é o ciclo do carbono, a troca de carbono entre diferentes reservatórios, como a atmosfera, os oceanos, a biosfera e a geosfera.
O dióxido de carbono (CO2) é um importante gás de efeito estufa que retém o calor na atmosfera e afeta a temperatura global.
No entanto, nem todo o carbono do sistema Terra permanece na atmosfera. Parte dela está armazenada nas rochas, especialmente na crosta oceânica, que cobre a maior parte do fundo do mar.
Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, e da Universidade do Havaí em Manoa revela que um mineral chamado esmectita, produzido pelas placas tectônicas na crosta oceânica, tem um efeito de resfriamento global, neutralizando o efeito estufa e estabilizando o clima.
A formação de esmectita na crosta oceânica
A esmectita é uma classe de minerais filossilicatos que possuem uma estrutura em camadas e podem inchar quando expostos à água.
Os minerais esmectita incluem montmorilonita, nontronita, saponita e hectorita. Forma-se quando a água do mar reage com as rochas basálticas que constituem a crosta oceânica, que é a camada externa da litosfera terrestre que sustenta os oceanos.
Esse processo é denominado alteração e ocorre principalmente ao longo de fissuras e veios das rochas. A alteração também produz outros minerais secundários, como celadonita, analcita e carbonatos.
A crosta oceânica está em constante movimento devido às placas tectônicas, o movimento das placas crustais da Terra. Quando duas placas convergem, uma placa desliza sob a outra e afunda no manto, a camada de rocha quente e derretida abaixo da crosta.
Esse processo é chamado de subducção e consome a crosta oceânica, que contém carbono na forma de minerais carbonáticos, como calcita e aragonita.
Esses minerais são instáveis em altas temperaturas e pressões e liberam CO2 no manto, que pode eventualmente retornar à atmosfera através do vulcanismo.
No entanto, nem todo o carbono da crosta oceânica subduzida é perdido para o manto. Parte dela é transformada em esmectita, que é estável em profundidades mais profundas e pode armazenar carbono por milhões de anos.
A esmectita é um mineral rico em magnésio e se forma quando a água do mar reage com as rochas peridotíticas que constituem o manto superior. A peridotita é uma rocha seca e densa que consiste principalmente em minerais de olivina e piroxênio.
Quando o peridotito é hidratado pela água do mar, torna-se serpentina, um mineral menos denso e rico em água.
A serpentina também pode reagir com a água do mar e formar esmectita, que pode incorporar carbono à sua estrutura.
A existência de esmectita na crosta oceânica subductada tem sido levantada como hipótese há décadas, mas nunca foi observada diretamente, até agora.
Os pesquisadores usaram uma técnica chamada difração de raios X síncrotron para analisar amostras de crosta oceânica que foram recuperadas de uma zona de subducção nas Filipinas.
Eles descobriram que a esmectita estava presente nas amostras, confirmando que ela é de fato produzida pelas placas tectônicas.
As implicações para o clima global
A descoberta de esmectita na crosta oceânica subduzida tem implicações importantes para o clima global.
Os investigadores estimaram que a esmectite sequestra cerca de 0,3 gigatoneladas de carbono por ano, o que equivale a cerca de 10% das atuais emissões anuais de CO2 provenientes das atividades humanas.
Isto significa que as placas tectónicas actuam como um sumidouro natural de carbono, removendo CO2 da atmosfera e armazenando-o nas profundezas da Terra.
Os investigadores também calcularam que a formação de esmectite tem um efeito de arrefecimento global de cerca de 0,01 graus Celsius por milhão de anos, o que é significativo em escalas de tempo geológicas.
Este efeito neutraliza o efeito estufa e ajuda a estabilizar o clima, evitando que fique muito quente ou muito frio.
Os pesquisadores sugeriram que a formação de esmectita faz parte do termostato oculto da Terra, um mecanismo de feedback que regula a temperatura do planeta.
O estudo, publicado na revista Nature Geoscience, lança uma nova luz sobre o papel da esmectita no ciclo do carbono e no sistema climático.
Também destaca a importância de estudar as profundezas da Terra, que é em grande parte inacessível e pouco compreendida, mas que tem um impacto profundo no ambiente superficial e na vida.
Os investigadores esperam que as suas descobertas inspirem mais pesquisas sobre as interações entre carbono, rochas e água nas zonas de subducção, e as suas implicações para a evolução da Terra e do seu clima.
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