Os minerais de argila suspensos na água do mar ligam o carbono orgânico sedimentar às suas superfícies minerais. Mas a quantidade de carbono que está ligada e a fonte desse carbono dependem muito do mineral de argila em questão. Uma equipe de pesquisa da ETH Zurich e da Universidade de Tongji demonstrou isso estudando sedimentos no Mar da China Meridional.

Os rios descarregam um suprimento constante de sedimentos nos oceanos do mundo. Este sedimento é amplamente composto de vários minerais de argila - os produtos do intemperismo das rochas - e compostos orgânicos de origem vegetal que se decompõem no solo. Esses dois componentes acabam nos rios como resultado da erosão.

A caminho dos oceanos, a matéria orgânica nos sedimentos liga-se aos minerais argilosos para formar complexos argila-húmus. Assim que chegarem ao mar, esses complexos afundam no fundo do mar, onde são enterrados por outros sedimentos. Isso captura o carbono contido nesses complexos, removendo-o ao longo de escalas de tempo geológicas da atmosfera e dos reservatórios de carbono em rápida troca com a superfície da Terra.

É por isso que minerais de argila, também conhecido como filossilicatos, são extremamente importantes para o ciclo global do carbono:cerca de 90% do carbono orgânico sequestrado no fundo do mar ao redor dos continentes está relacionado a reações entre matéria orgânica e vários minerais. Uma variedade de filossilicatos são responsáveis ​​por uma parcela particularmente grande porque seu tamanho pequeno e sua geometria significam que eles têm uma área de superfície específica particularmente alta e podem ligar grandes quantidades de carbono.

Tudo depende da variedade

Contudo, nem todos os minerais de argila formam complexos estáveis ​​com substâncias orgânicas. Em um artigo recente na revista Ciência , uma equipe de pesquisadores da ETH Zurich e da Universidade de Tongji em Xangai mostra que diferentes tipos de minerais de argila interagem com a matéria orgânica em graus variados, em um processo que determina a ciclagem do carbono orgânico. Isso também afeta a extensão em que cada mineral de argila atua como um agente de sequestro de carbono, uma vez que a ligação do carbono com um determinado filossilicato depende de sua estrutura e características mineralógicas. Quanto maior a área de superfície específica e mais forte sua reatividade, quanto maior a quantidade de matéria orgânica que pode se ligar a ele e maior o volume de carbono sequestrado no sedimento.

Os pesquisadores estudaram esses processos no Mar da China Meridional, onde a esmectita mineral de argila de Luzon (a ilha principal das Filipinas), caulinita do continente chinês, e a mica e o clorito das montanhas de Taiwan se encontram. Thomas Blattmann, um ex-aluno de doutorado da ETH e principal autor do estudo, afirma que este mar oferece as melhores condições do mundo para estudar as interações entre os filossilicatos e a matéria orgânica. Outros oceanos apresentam uma "mistura caótica" de filossilicatos em que os processos em que os pesquisadores estão interessados ​​se sobrepõem. "Isso torna mais difícil determinar os efeitos de tipos individuais de minerais de argila. Em contraste, no Mar da China Meridional, fica claro de qual massa de terra cada mineral de argila é proveniente - e isso é único. "

Minerais de argila retêm carbono

A esmectita é formada quando a rocha vulcânica é quimicamente desgastada; em água doce, liga-se com material orgânico fértil, solos ricos em húmus. Uma vez que esses complexos alcançam a água salgada, Contudo, as esmectitas trocam suas cargas orgânicas. Eles absorvem compostos de carbono dissolvidos na água do mar e liberam a matéria orgânica que se originou da terra para o oceano. O que acontece a seguir com esta matéria orgânica não está claro. Blattmann acha provável que as substâncias orgânicas de Luzon oxidem, são consumidos por microorganismos, ou permanecer livremente dissolvido por milhares de anos na água do mar. Os filossilicatos das montanhas de Taiwan se comportam de maneira diferente. Eles se ligam fortemente ao carbono continental de Taiwan, transportar a matéria orgânica de forma rápida e eficiente para o mar.

"A forma como o carbono proveniente de massas de terra é transferido para os oceanos do mundo e aí armazenado depende, em última análise, do tipo de mineral de argila. Esses minerais afetam a transferência em grande escala de carbono orgânico dos continentes para seu sumidouro no fundo do oceano, "Blattmann explica.

Novas descobertas levantam novas questões

"Os filossilicatos desempenham um papel mais importante no ciclo global do carbono do que assumimos anteriormente, "diz Tim Eglinton, professor do Instituto Geológico da ETH Zurique. Quanto maior for sua área de superfície específica, quanto maior a quantidade de matéria orgânica que eles podem absorver e, consequentemente, quanto maior o volume de carbono que eles podem sequestrar no fundo do oceano. "Contudo, isso não é algo que possamos quantificar, porque estamos apenas começando a entender o comportamento específico desses vários minerais de argila. Vai ser necessária uma grande quantidade de pesquisas adicionais para chegarmos a quaisquer conclusões sobre as vastas extensões dos oceanos do mundo. "