Cómo los volcanes actuaron como válvula de seguridad para el clima de la Tierra a largo plazo

Un estudio científico importante explica la importancia de los volcanes en los comienzos de nuestro planeta y cómo estos ayudaron a generar el actual ambiente habitable que gozamos. Científicos de la Universidad de Southampton, en Reino Unido, han descubierto que extensas cadenas de volcanes han sido responsables tanto de la emisión como de la eliminación del dióxido de carbono (CO2) atmosférico a lo largo del tiempo geológico, lo que ha estabilizado las temperaturas en la superficie de la Tierra.

Los investigadores, en colaboración con colegas de la Universidad de Sidney, la Universidad Nacional de Australia (ANU), la Universidad de Ottawa, en Canadá, y la Universidad de Leeds, en Reino Unido, estudiaron el impacto combinado de los procesos en la Tierra sólida, los océanos y la atmósfera durante los últimos 400 millones de años, y publican sus conclusiones en la revista ‘Nature Geoscience’.

La descomposición y disolución natural de las rocas en la superficie de la Tierra se denomina meteorización química. Su importancia es decisiva porque los productos de la meteorización (elementos como el calcio y el magnesio) son arrastrados por los ríos hasta los océanos, donde forman minerales que retienen el CO2. Este mecanismo de retroalimentación regula los niveles atmosféricos de CO2, y a su vez el clima global, a lo largo del tiempo geológico.

“En este sentido, la meteorización de la superficie de la Tierra funciona como un termostato geológico -afirma el autor principal, el doctor Tom Gernon, profesor asociado de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Southampton y miembro del Instituto Turing-. Pero los controles subyacentes han resultado difíciles de determinar debido a la complejidad del sistema terrestre”. “Muchos procesos de la Tierra están interrelacionados y existen importantes desfases temporales entre los procesos y sus efectos -explica Eelco Rohling, catedrático de Cambio Oceánico y Climático de la ANU y coautor del estudio-. Por ello, comprender la influencia relativa de procesos específicos dentro de la respuesta del sistema terrestre ha sido un problema intratable”.

Para desentrañar la complejidad, el equipo construyó una novedosa “red terrestre”, incorporando algoritmos de aprendizaje automático y reconstrucciones de placas tectónicas. Esto les permitió identificar las interacciones dominantes en el sistema terrestre y su evolución en el tiempo. El equipo descubrió que los arcos volcánicos continentales fueron el motor más importante de la intensidad de la meteorización en los últimos 400 millones de años. En la actualidad, los arcos continentales comprenden cadenas de volcanes en, por ejemplo, los Andes en Sudamérica y las Cascadas en Estados Unidos. Estos volcanes son algunos de los elementos más altos y de más rápida erosión de la Tierra.

Como las rocas volcánicas están fragmentadas y son químicamente reactivas, se erosionan rápidamente y se vierten en los océanos. Martin Palmer, catedrático de Geoquímica de la Universidad de Southampton y coautor del estudio, afirma que es un acto de equilibrio entre la naturaleza y la naturaleza. “Por un lado, estos volcanes bombeaban grandes cantidades de CO2 que aumentaban los niveles atmosféricos de CO2 -explica-. Por otro lado, estos mismos volcanes ayudaron a eliminar ese carbono mediante rápidas reacciones de meteorización”.

El estudio pone en duda un concepto largamente sostenido según el cual la estabilidad climática de la Tierra a lo largo de decenas o cientos de millones de años refleja un equilibrio entre la meteorización del fondo marino y del interior continental. “La idea de un tira y afloja geológico entre las masas continentales y el fondo marino como motor dominante de la meteorización de la superficie de la Tierra no está respaldada por los datos”, afirma el doctor Gernon.

“Por desgracia, los resultados no significan que la naturaleza nos salve del cambio climático -subraya Gernon-. Hoy en día, los niveles atmosféricos de CO2 son más altos que en cualquier otro momento de los últimos 3 millones de años, y las emisiones provocadas por el hombre son unas 150 veces mayores que las emisiones volcánicas de CO2. Los arcos continentales que parecen haber salvado al planeta en el pasado profundo simplemente no están presentes a la escala necesaria para ayudar a contrarrestar las emisiones actuales de CO2”.

Sin embargo, los hallazgos del equipo siguen proporcionando una visión crítica de cómo la sociedad podría gestionar la actual crisis climática. La meteorización artificial de las rocas -que se pulverizan y esparcen por la tierra para acelerar la velocidad de las reacciones químicas- podría desempeñar un papel fundamental en la eliminación segura del CO2 de la atmósfera. Los hallazgos del equipo sugieren que tales esquemas pueden desplegarse de forma óptima utilizando materiales volcánicos calcáreos (los que contienen calcio, potasio y sodio), como los que se encuentran en los entornos de arco continental.

“No se trata en absoluto de una solución milagrosa para la crisis climática: necesitamos urgentemente reducir las emisiones de CO2 de acuerdo con las vías de mitigación del IPCC, y punto. Nuestra evaluación de la retroalimentación de la meteorización a largo plazo puede ayudar a diseñar y evaluar planes de meteorización mejorados a gran escala, que es sólo uno de los pasos necesarios para contrarrestar el cambio climático global”, concluye Gernon.

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