За всем этим стоят тектонические и химические процессы. В частности, в быстрорастущих горах тектонические подъемы и эрозия постоянно приносят свежий скальный материал из-под земли. Там он подвергается воздействию циркулирующей кислой воды, которая растворяет или изменяет породу. В зависимости от типа породы это выветривание по-разному влияет на климат Земли.
Например, если угольная кислота из почвы вступает в контакт с силикатными минералами, выпадает известняк (карбонат кальция или CaCO3), в котором углерод затем связывается в течение очень долгого времени. В случае комбинации сернистого минерала, такого как пирит, и известняка происходит обратное.
Серная кислота, образующаяся при контакте пирита с водой и кислородом, растворяет карбонатные минералы с образованием CO2. Считается, что эта взаимосвязь между горообразованием и химическим выветриванием влияет на климат нашей планеты в масштабе миллионов лет. Но как именно рост Альп или Гималаев влияет на климат??
Ускоряется ли силикатное выветривание, вызывая похолодание климата? Или же растворение известняка серной кислотой доминирует, увеличивая концентрацию атмосферного СО2 с сопутствующим глобальным потеплением??
На этот вопрос можно ответить на юге Тайваня.
Тайвань расположен в зоне субдукции, где океаническая плита скользит под азиатский континент. Эта субдукция вызывает быстрый рост гор.
В то время как центр острова возвышается уже несколько миллионов лет, южная оконечность только что вышла из моря. Там горы имеют невысокий рельеф и относительно медленно размываются. Дальше на север, где горы крутые и высокие, свежая порода быстро переносится на поверхность Земли, чтобы выветрилась. Полезно то, что породы южного Тайваня типичны для многих молодых горных хребтов по всему миру и содержат в основном силикатные минералы с небольшим количеством карбоната и пирита.
В своем исследовании исследователи взяли образцы рек, которые собирают воду с этих гор с разной скоростью эрозии. Из материала, растворенного в реках, исследователи оценили долю сульфидных, карбонатных и силикатных минералов в процессах выветривания. Эти результаты позволили им оценить как количество секвестрируемого CO2, так и количество CO2, выделяемого в результате реакций выветривания.
Первый автор Аарон Буфе сообщает: «Мы обнаружили, что в самой южной части Тайваня поглощение СО2 из атмосферы преобладает. Однако дальше на север, где горы разрушаются быстрее, преобладают скорости выветривания карбонатов и сульфидов и выделяется CO2."
Итак, увеличивает ли выветривание горных хребтов СО2 в атмосфере??
Аарон Буфе говорит: «Мы можем сделать относительно хорошие заявления о Тайване. Похоже, что химическое выветривание в этом наиболее активном из горных поясов является чистым источником выбросов CO2 в атмосферу из-за химического выветривания. Но, возможно, история изменится, когда отложения, смытые с гор, окажутся в ловушке на обширных аллювиальных равнинах; как у подножия Гималаев или Альп.
Эти отложения часто богаты силикатами, выветривание которых приводит к улавливанию СО2. Кроме того, горообразование приносит на поверхность Земли не только осадочные породы с пиритом и карбонатом, но и типы пород, которые сформировались из затвердевшей магмы и содержат много свежих силикатов, которые быстро выветриваются. Исследователям нужно подняться на несколько гор, прежде чем мы полностью узнаем чистое влияние выветривания на климат Земли."