La oxidación de la materia orgánica fósil de las rocas, la "geo-respiración", es un proceso mayor que libera CO
2 a la atmósfera e influye en el clima en escalas de tiempo largas. Dos estudios recientes, publicados respectivamente en
PNAS y
Nature, han determinado que esta geo-respiración libera tanto CO
2 como los volcanes a escala global, y que los flujos son más importantes en las cadenas montañosas y en sus llanuras de inundación asociadas. Estos resultados cambian profundamente nuestro entendimiento del ciclo geológico del carbono.
Los principales procesos y flujos del ciclo geológico del carbono.
© Mathieu Dellinger, basado en la Referencia
Los procesos de erosión y alteración juegan un papel clave en la evolución del clima al liberar o atrapar lentamente carbono en escalas de tiempo largas (> 100 000 años). Las rocas sedimentarias contienen materia orgánica llamada "fósil" (es esta misma materia orgánica la que puede transformarse en petróleo o gas), que puede oxidarse al contactar con el oxígeno del aire y así liberar CO
2.
Esta "geo-respiración" es, junto con el vulcanismo, una de las principales emisiones naturales de CO
2 a la atmósfera. Sin embargo, sigue siendo muy poco conocida porque es muy difícil medir directamente este CO
2 de origen fósil. No obstante, cuando la materia orgánica fósil se oxida, también libera un elemento traza, el renio (Re), del cual es rica. El renio oxidado es soluble y se encuentra en solución en los ríos. Por lo tanto, se puede cuantificar la geo-respiración del carbono fósil a escala de cuencas hidrográficas midiendo el flujo de renio (Re) disuelto de los ríos.
En un estudio publicado en la revista
PNAS, un equipo internacional midió las concentraciones de renio en los ríos del Madre de Dios (Perú) en la cuenca del río Amazonas. Los resultados muestran que las concentraciones de renio disuelto son mucho más altas en los ríos Andinos que en los ríos que fluyen únicamente en las llanuras (relieve < 500m).
Por lo tanto, la geo-respiración es significativamente más importante en montaña que en llanura. También muestran que el flujo de renio de los ríos Andinos continúa aumentando a la salida de los Andes cuando los ríos forman amplias llanuras de inundación donde se depositan sedimentos andinos durante largos períodos de tiempo. Así, la geo-respiración de la materia orgánica fósil contenida en los sedimentos provenientes de la erosión de los Andes se perpetúa en estas llanuras inundables que bordean algunas cadenas montañosas.
A la izquierda: vista aérea de una subcuenca Andina del Madre de Dios.
A la derecha: vista aérea de la llanura de inundación del Madre de Dios aguas abajo.
© Mathieu Dellinger, 2019.
Un segundo estudio, publicado en la revista
Nature, estimó precisamente, por primera vez, la cantidad total de CO
2 emitido a escala global por la geo-respiración del carbono fósil.
Los autores utilizaron una base de datos de concentraciones de Re en varios grandes ríos así como un modelo de extrapolación espacial para cuantificar la geo-respiración en todo punto del globo. El flujo de CO
2 global proveniente de la geo-respiración estimado es de 68 megatoneladas por año. Esto es aproximadamente 150 veces menos que las emisiones anuales de CO
2 de origen antropogénico, pero del mismo orden de magnitud que el flujo de CO
2 emitido por los volcanes.
Finalmente, aparece que en las montañas, la geo-respiración libera más CO
2 de lo que se secuestra en los calizos a través de la alteración de las rocas silicatadas. A largo plazo, la alteración química de las cadenas montañosas no es, por lo tanto, un sumidero de carbono, como hemos pensado durante mucho tiempo, sino más bien una fuente neta de CO
2 a la atmósfera.
Referencia:
Dellinger, M., Hilton, R. G., Baronas, J. J., Torres, M. A., Burt, E. I., Clark, K. E., Galy, V., Ccahuana Quispe, A. J., & West, A. J. "
Altas tasas de oxidación de carbono orgánico de roca sostenidas a medida que el sedimento Andino atraviesa la llanura de inundación del Amazonas".
Proceedings of the National Academy of Sciences. Publicado el 19 de septiembre de 2023.
Zondervan, J. R., Hilton, R. G., Dellinger, M., Clubb, F. J., Roylands, T., & Ogrič, M. "
La liberación de CO2 por la oxidación de carbono orgánico de roca compensa el sumidero de meteorización de silicato".
Nature. Publicado el 04 de octubre de 2023.
Fuente: CNRS INEE