Investigadores de la Universidad de Oxford han descubierto que el aumento de las temperaturas en el Ártico acelerará la erosión de las rocas, liberando más dióxido de carbono y contribuyendo al cambio climático. Su investigación sugiere que las emisiones de dióxido de carbono de la cuenca del río Mackenzie podrían duplicarse para 2100, destacando la importancia de incorporar la erosión por sulfuros en los modelos climáticos.
Investigadores del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford han demostrado que el aumento de las temperaturas acelerará la erosión de las rocas en el Ártico canadiense, creando un circuito de retroalimentación positiva que resulta en la liberación de más y más dióxido de carbono a la atmósfera. La investigación fue publicada en Science Advances.
Comprender la contribución potencial del dióxido de carbono atmosférico procedente de la erosión es particularmente importante para regiones sensibles como el Ártico, donde las temperaturas del aire en la superficie se están calentando casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial. Una forma es cuando ciertos minerales y rocas reaccionan con el oxígeno de la atmósfera, liberando dióxido de carbono a través de una serie de reacciones químicas. Por ejemplo, la erosión de minerales de sulfuro (como el "oro de los tontos") produce ácidos que hacen que otros minerales de roca cercanos liberen dióxido de carbono. En el permafrost del Ártico, a medida que aumentan las temperaturas y el suelo se derrite, estos minerales quedan expuestos, convirtiéndose potencialmente en un circuito de retroalimentación positiva que acelera el cambio climático.
Sin embargo, hasta ahora se desconocía en gran medida cómo respondería esta reacción a los cambios de temperatura y cuánto dióxido de carbono adicional se liberaría.
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron registros de temperatura y concentración de sulfato (SO42-) de 23 sitios en la cuenca del río Mackenzie, el sistema fluvial más grande de Canadá, para estudiar la sensibilidad de los procesos de meteorización al aumento de las temperaturas. El sulfato, como el CO2, es un producto de la erosión por sulfuro y puede usarse para rastrear la rapidez con la que ocurre este proceso.
Los resultados muestran que en toda la cuenca, las concentraciones de sulfato aumentan rápidamente con el aumento de la temperatura. Durante los últimos 60 años (de 1960 a 2020), la erosión por sulfuros ha aumentado un 45% a medida que las temperaturas han aumentado 2,3oC. Esto pone de relieve que el dióxido de carbono liberado por la meteorización puede desencadenar un ciclo de retroalimentación positiva que acelere el calentamiento en el Ártico.
Utilizando registros anteriores de estos ríos, los investigadores predicen que las emisiones de CO2 de la cuenca del río Mackenzie podrían duplicarse a 3 mil millones de kilogramos por año para 2100 en un escenario de emisiones moderadas. Este cambio equivale a la mitad de las emisiones anuales totales de la industria de la aviación nacional de Canadá en un año típico.
La autora principal, la Dra. Ella Walsh (Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford en el momento del estudio), dijo: "Encontramos que la oxidación de sulfuros aumenta dramáticamente en toda la región de Mackenzie incluso con un calentamiento moderado. Hasta ahora, no hemos conocido la sensibilidad a la temperatura de la liberación de CO2 de las rocas de sulfuro y sus principales impulsores a grandes escalas y escalas de tiempo".
No todas las partes de la cuenca reaccionan de la misma manera. En las montañas rocosas y en las zonas cubiertas por permafrost, la meteorización es mucho más sensible a la temperatura. Al simular este proceso, los investigadores descubrieron que la fragmentación de la roca a medida que se congela y se rompe acelera aún más la erosión por sulfuros.
Por el contrario, las áreas cubiertas por turberas experimentan aumentos más lentos en la oxidación de sulfuros a medida que el clima se calienta porque la turba protege el lecho rocoso de este proceso.
El profesor coautor Bob Hilton (Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oxford) dijo: "El futuro calentamiento climático en vastas áreas del Ártico puede aumentar aún más las tasas de oxidación de sulfuros e impactar los presupuestos regionales del ciclo del carbono. Ahora que hemos descubierto esto, estamos trabajando para comprender cómo ralentizar estas reacciones, y la formación de turberas parece ayudar a reducir los procesos de oxidación de sulfuros".
Hay muchos entornos similares en todo el Ártico, donde los tipos de rocas, altas proporciones de lecho rocoso expuesto y grandes áreas de suelo permanentemente congelado se combinan para crear condiciones en las que un clima más cálido conducirá a rápidos aumentos de la erosión por sulfuros. Por lo tanto, es muy probable que este impacto no se limite a la cuenca del río Mackenzie.
Los investigadores creen que este estudio destaca el valor de tener en cuenta la erosión por sulfuros en modelos de emisiones a gran escala que pueden resultar útiles para predecir el cambio climático.
Compilado de/SciTechDaily
DOI:10.1126/sciadv.adq4893