Depósitos de lava en el mar podrían almacenar dióxido de carbono por millones de años

La interacción entre la corteza oceánica y el dióxido de carbono (CO₂) que se encuentra en la atmósfera influye en los ciclos climáticos y químicos del planeta, pero existen mecanismos que permanecen poco explorados en su regulación a escala global.

Un estudio publicado en Nature Geoscience muestra cuánto dióxido de carbono puede quedar atrapada en acumulaciones de escombros de lava que están bajo el suelo marino, conocidas como brechas de talud. Este descubrimiento aporta datos sobre cómo el fondo del mar actúa como un reservorio importante para la Tierra.

Cómo intervienen las rocas en el fondo marino en el ciclo del carbono

“Los océanos están cubiertos de rocas volcánicas que se forman en las dorsales oceánicas, a medida que las placas tectónicas se separan y crean nueva corteza oceánica. Esta actividad volcánica libera CO₂ desde las profundidades de la Tierra hacia el océano y la atmósfera”, explicó la Dra. Rosalind Coggon de la Universidad de Southampton, autora principal del estudio.

Y agregó: “Sin embargo, las cuencas oceánicas no son solo un depósito de agua de mar. El agua de mar fluye a través de las grietas de las lavas en proceso de enfriamiento durante millones de años y reacciona con las rocas, transfiriendo elementos entre el océano y la roca. Este proceso elimina el CO₂ del agua y lo almacena en minerales como el carbonato de calcio en la roca”.

El equipo de investigación cuantificó por primera vez cuánto carbono pueden almacenar estos depósitos, que en el Atlántico sur alcanzan una antigüedad de unos 61 millones de años. Los análisis de los núcleos extraídos permiten establecer que, tras 40 millones de años de cementación por carbonato, las brechas contienen cerca de 7,5% en peso de CO₂ originado en el agua de mar, una proporción que multiplica de 2 a 40 veces el contenido hallado en la corteza oceánica superior examinada en investigaciones previas.

Los científicos estiman que la cantidad de brechas de talud presentes en las zonas donde el fondo marino se forma lentamente es tan grande que estas rocas podrían llegar a retener una parte significativa del CO₂ que se libera cuando se crea nueva corteza volcánica en el océano.

La investigación remarca que, cuando las placas tectónicas se separan más lentamente, ocurren más fracturas y derrumbes en el fondo del mar. Por eso, en estas zonas se forman más brechas de talud. Esto significa que, en distintos momentos de la historia de la Tierra, la cantidad de dióxido de carbono atrapada en el fondo del océano pudo variar según la velocidad a la que se creaba nueva corteza oceánica.

El equipo de científicos analizó perforaciones profundas a lo largo de un sector del Atlántico Sur, y seleccionaron áreas de corteza oceánica de entre 7 y 61 millones de años de antigüedad. El muestreo incluyó la recuperación de hasta 340 metros de corteza oceánica, utilizando registros sísmicos y diferentes técnicas de laboratorio para analizar la composición y los procesos de cementación de los depósitos.

Los investigadores midieron la composición química y la porosidad de cada componente de las brechas, lo que posibilitó calcular el contenido de CO₂ presente. El estudio muestra que estas brechas tienen muchos espacios vacíos entre sus rocas, con una porosidad promedio mayor al 19% del volumen total. Estos huecos se llenan poco a poco con minerales como la calcita y otros carbonatos, un proceso que puede durar decenas de millones de años.

Gracias a este mecanismo, pueden retener dióxido de carbono en forma sólida. Los análisis revelaron que la cantidad de CO₂ almacenada en estas rocas va desde el 4,9% hasta el 14,1% del peso total de cada muestra, y en promedio llega al 7,5%.

El futuro del conocimiento sobre el almacenamiento natural de carbono

La identificación de este sumidero obliga a reconsiderar las estimaciones sobre el ciclo global del carbono, especialmente las asociadas al intercambio de carbono entre la corteza oceánica, los mares y la atmósfera en escalas de millones de años.

El descubrimiento indica que el volumen de brechas de talud acumulado en dorsales de expansión lenta tiene la capacidad de absorber una fracción considerable del CO₂ emitido durante el volcanismo de formación de la corteza oceánica, y que este mecanismo se podría replicar a escala global en todos los márgenes tectónicos semejantes.

El estudio sugiere que en la actualidad la producción global de corteza oceánica alcanza los 3,4 kilómetros cuadrados por año, y que los flujos de CO₂ asociados pueden llegar a 20% o más del total emitido en la generación de la corteza.

Los investigadores advierten que la evolución histórica de las tasas de crecimiento de la corteza y la abundancia de estos depósitos podrían haber marcado grandes oscilaciones en el ciclo climático de la Tierra. La aplicación de estos conocimientos permitirá modelar con mayor precisión la influencia de los océanos y los procesos tectónicos en la regulación de la atmósfera.