Taiwan is een eiland van uitersten:zware aardbevingen en tyfoons treffen herhaaldelijk de regio en veranderen het landschap, soms catastrofaal. Dit maakt Taiwan een fantastisch laboratorium voor geowetenschappen. Erosie processen, bijvoorbeeld, komen tot duizend keer sneller voor in het midden van het eiland dan in het uiterste zuiden. Dit verschil in erosiesnelheid beïnvloedt de chemische verwering van gesteenten en geeft inzicht in de koolstofcyclus van onze planeet op een schaal van miljoenen jaren.

Een groep onderzoekers onder leiding van Aaron Bufe en Niels Hovius van het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen (GFZ) heeft nu gebruik gemaakt van de verschillende erosiesnelheden en onderzocht hoe opheffing en erosie van gesteenten de balans tussen koolstofemissies en opname bepalen. Het verrassende resultaat:bij hoge erosiesnelheden, verweringsprocessen geven kooldioxide vrij; bij lage erosiesnelheden, ze sekwestreren koolstof uit de atmosfeer. Het onderzoek wordt gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .

Achter dit alles gaan tektonische en chemische processen schuil. Vooral in snelgroeiende bergen, tektonische opheffing en erosie brengen constant vers gesteente uit de grond omhoog. Daar wordt het blootgesteld aan circulerend zuur water dat het gesteente oplost of verandert. Afhankelijk van het soort gesteente, deze verwering heeft zeer verschillende effecten op het klimaat op aarde. Bijvoorbeeld, als koolzuur uit de bodem in contact komt met silicaatmineralen, kalksteen (calciumcarbonaat of CaCO3) slaat neer, waarin de koolstof dan zeer lang wordt gebonden.

In het geval van een combinatie van zwavelhoudende mineralen, zoals pyriet, en kalksteen, het tegenovergestelde gebeurt. Het zwavelzuur dat ontstaat wanneer pyriet in contact komt met water en zuurstof lost carbonaatmineralen op, dus CO . produceren ₂ . Men denkt dat deze relatie tussen het opbouwen van bergen en chemische verwering het klimaat van onze planeet op een schaal van miljoenen jaren beïnvloedt. Maar hoe beïnvloedt de groei van de Alpen of de Himalaya precies het klimaat? Versnelt silicaatverwering, waardoor het klimaat afkoelt? Of domineert het oplossen van kalksteen door zwavelzuur, aansturen van de concentratie van atmosferische CO ₂ omhoog, met de daarmee gepaard gaande opwarming van de aarde?

Deze vraag kan worden beantwoord in het zuiden van Taiwan. Taiwan ligt in een subductiezone, waar een oceaanplaat onder het Aziatische continent schuift. Deze subductie veroorzaakt een snelle groei van de bergen. Terwijl het centrum van het eiland al miljoenen jaren overeind staat, de zuidpunt is net uit de zee opgedoken. Daar, de bergen hebben een laag reliëf en ze eroderen relatief langzaam. verder naar het noorden, waar de bergen steil en hoog zijn, vers gesteente wordt snel naar het aardoppervlak gebracht om te weerstaan. Nuttig, de rotsen van Zuid-Taiwan zijn typerend voor veel jonge bergketens over de hele wereld, met voornamelijk silicaatmineralen met wat carbonaat en pyriet.

In hun studie hebben de onderzoekers bemonsterden rivieren die water uit deze bergen verzamelen met verschillende erosiesnelheden. Van het materiaal dat in de rivieren is opgelost, de onderzoekers schatten het aandeel sulfide, carbonaat, en silicaatmineralen in de verwering. Met deze resultaten konden ze zowel de hoeveelheid CO ₂ dat is gesekwestreerd en de hoeveelheid CO ₂ vrijkomen door de verweringsreacties. Eerste auteur Aaron Bufe meldt, "We ontdekten dat in het meest zuidelijke deel van Taiwan, atmosferische CO ₂ sekwestratie domineert. Echter, verder naar het noorden, waar bergen sneller eroderen, carbonaat- en sulfideverweringssnelheden domineren en CO ₂ is vrijgegeven."

Dus, verhoogt verwering van bergketens CO ₂ in de atmosfeer? Aaron Bufe zegt, "We kunnen relatief goede uitspraken doen over Taiwan. Het lijkt erop dat chemische verwering in deze meest actieve berggordel een netto-uitstoter is van CO ₂ aan de atmosfeer door chemische verwering. Maar, misschien verandert het verhaal wanneer sedimenten die uit de bergen zijn weggespoeld, vast komen te zitten in uitgestrekte alluviale vlaktes; zoals aan de voet van de Himalaya of de Alpen.

Die sedimenten zijn vaak rijk aan silicaten, waarvan de verwering CO . zal vastleggen ₂ . In aanvulling, bergbouw brengt niet alleen afzettingsgesteenten met pyriet en carbonaat naar het aardoppervlak, maar ook gesteentesoorten die zijn gevormd uit gestold magma en veel verse silicaten bevatten die snel verweren. Onderzoekers moeten wat bergen beklimmen voordat we het netto-effect van verwering op het klimaat op aarde volledig kennen."