La interacción entre la corteza oceánica y el dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera juega un papel clave en los ciclos climáticos y químicos del planeta. Sin embargo, aún existen procesos poco estudiados que influyen en su regulación a escala global.
Un trabajo publicado en Nature Geoscience revela cuánta cantidad de CO2 puede quedar atrapada en acumulaciones de escombros de lava situadas bajo el fondo marino, conocidas como brechas de talud. El hallazgo aporta nuevas pistas sobre el rol del océano profundo como un reservorio relevante para el carbono terrestre.
Cómo influyen las rocas del fondo marino en el ciclo del carbono
“Los océanos están cubiertos por rocas volcánicas formadas en las dorsales oceánicas, donde las placas tectónicas se separan y generan nueva corteza oceánica. Esta actividad volcánica libera CO2 desde el interior del planeta hacia el océano y la atmósfera”, explicó Rosalind Coggon, de la Universidad de Southampton y autora principal del estudio.
“Pero las cuencas oceánicas no son solo depósitos de agua. Durante millones de años, el agua de mar se filtra por las grietas de las lavas en enfriamiento y reacciona con las rocas, intercambiando elementos entre ambos. En ese proceso, el agua pierde CO2, que queda fijado en minerales como el carbonato de calcio dentro de la roca”, agregó.
Por primera vez, el equipo logró cuantificar cuánta cantidad de carbono pueden almacenar estas brechas, que en el Atlántico sur alcanzan unos 61 millones de años de antigüedad. El análisis de los núcleos extraídos muestra que, tras unos 40 millones de años de cementación con carbonato, estos depósitos contienen alrededor de un 7,5% en peso de CO2 proveniente del agua de mar, una proporción que supera entre 2 y 40 veces la registrada en la corteza oceánica superior en estudios anteriores.
Según los investigadores, la presencia masiva de brechas de talud en zonas donde el fondo marino se forma lentamente sugiere que estas rocas podrían retener una fracción importante del CO2 que se libera cuando surge nueva corteza volcánica en los océanos.
El estudio destaca que, cuando las placas tectónicas se separan a un ritmo más lento, en el fondo marino se generan más fracturas y derrumbes. Como resultado, en estas regiones se forman mayor cantidad de brechas de talud. Esto implica que, a lo largo de la historia de la Tierra, el volumen de dióxido de carbono atrapado en el océano profundo pudo variar según la velocidad con la que se producía nueva corteza oceánica.
Para investigarlo, el equipo analizó perforaciones profundas realizadas en un sector del Atlántico Sur, seleccionando áreas de corteza oceánica con edades que van de 7 a 61 millones de años. El muestreo incluyó la extracción de hasta 340 metros de material, complementada con registros sísmicos y diversas técnicas de laboratorio que permitieron estudiar la composición y los procesos de cementación de estos depósitos.
Los científicos midieron la composición química y la porosidad de cada componente de las brechas, lo que les permitió estimar el contenido de CO2 presente. Encontraron que estas formaciones tienen numerosos espacios vacíos entre sus rocas, con una porosidad promedio superior al 19% del volumen total. Con el paso de millones de años, esos huecos se van rellenando con minerales como la calcita y otros carbonatos.
Gracias a este proceso, las brechas pueden retener CO2 en forma sólida. Los análisis muestran que la cantidad almacenada varía entre el 4,9% y el 14,1% del peso total de cada muestra, con un promedio del 7,5%.
La identificación de este sumidero natural obliga a revisar las estimaciones actuales del ciclo global del carbono, especialmente aquellas relacionadas con el intercambio entre la corteza oceánica, los océanos y la atmósfera en escalas de tiempo geológicas. El descubrimiento sugiere que, en dorsales oceánicas de expansión lenta, el volumen acumulado de brechas de talud podría absorber una parte sustancial del CO2 liberado durante la formación de nueva corteza volcánica, un mecanismo que podría replicarse a nivel global en otros márgenes tectónicos similares.
Según los investigadores, en la actualidad se generan alrededor de 3,4 kilómetros cuadrados de corteza oceánica por año, y los flujos de CO2 asociados representan aproximadamente el 20% -o incluso más- del total emitido durante este proceso geológico.
El equipo advierte que las variaciones históricas en las tasas de crecimiento de la corteza y en la abundancia de estas brechas podrían haber producido fuertes oscilaciones en el ciclo climático del planeta. Incorporar este mecanismo en los modelos permitirá comprender con mayor precisión cómo los océanos y la actividad tectónica influyen en la regulación de la atmósfera terrestre.