Computermodellen ontwikkeld door het Pacific Northwest National Laboratory hebben nieuwe inzichten opgeleverd over hoe koolstof die diep in de aarde is begraven, naar de oppervlakte zou kunnen terugkeren met mogelijk dramatische gevolgen voor het klimaat van de planeet.

De aardmantel is een dynamisch gebied dat continue convectie ondergaat. Warmte uit de kern van de planeet zorgt ervoor dat gesteenten in de mantel stijgen, afkoelen en weer naar beneden zinken in een proces waarbij materiaal voortdurend wordt gerecycled. Als koolstofrijk materiaal wordt meegevoerd in deze convectieve stroom en terug naar de oppervlakte wordt gebracht, kan dit leiden tot verhoogde vulkanische activiteit en het vrijkomen van grote hoeveelheden koolstofdioxide, een krachtig broeikasgas.

Uit de computermodellen bleek dat de belangrijkste factor die bepaalde of koolstofrijk materiaal naar het oppervlak kon terugkeren, de aanwezigheid van een zwakke zone in de mantel was. Deze zwakke zones, die doorgaans gepaard gaan met variaties in temperatuur en samenstelling, kunnen de materiaalstroom binnen de mantel aanzienlijk beïnvloeden.

Toen de modellen een zwakke zone bevatten nabij de grens tussen de mantel en de korst, kon koolstofrijk materiaal gemakkelijker opstijgen en het oppervlak bereiken. Dit zou mogelijk kunnen leiden tot verhoogde vulkanische activiteit en het vrijkomen van grote hoeveelheden koolstofdioxide, wat een aanzienlijke impact op het klimaat van de planeet zou kunnen hebben.

Wanneer de modellen daarentegen geen zwakke zone bevatten, zat het koolstofrijke materiaal vast in de mantel en kon het niet terugkeren naar de oppervlakte, wat leidde tot een minimale impact op het klimaat.

De bevindingen suggereren dat de dynamiek van de aardmantel, met name de aanwezigheid van zwakke zones, een cruciale rol zou kunnen spelen bij het reguleren van de uitstoot van koolstof uit de diepe aarde en de potentiële impact ervan op het klimaat. Het begrijpen van deze processen is essentieel voor het nauwkeurig voorspellen van toekomstige veranderingen in het klimaatsysteem van de aarde.

Het onderzoeksteam hoopt hun modellen te verfijnen door aanvullende gegevens op te nemen en meer realistische representaties van het binnenste van de aarde op te nemen. Verbeterde computermodellen zullen wetenschappers in staat stellen beter te begrijpen hoe de diepe koolstofcyclus werkt en waardevolle inzichten verschaffen in de potentiële implicaties ervan voor het klimaat op aarde.