N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Geologie Als er meer CO2 in de atmosfeer zit, wordt regen zuurder. Zo verweren gesteenten. Maar hoe snel gaat dat?
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2023/01/data96034319-784018.jpg)
Foto Getty Images
De verwering van gesteente is een cruciaal proces om de aarde leefbaar te houden. Maar het verloopt op wereldschaal een stuk langzamer dan gedacht, onder meer omdat veel plekken op aarde er te droog voor zijn. Dat blijkt uit onderzoek dat donderdag is gepubliceerd in Science.
De verwering van gesteente wordt ook wel aangeduid als de thermostaat van de aarde. Zonder dit proces zou de aarde op een termijn van vele miljoenen jaren onleefbaar worden. Want vulkanen brengen aanhoudend kleine hoeveelheden gas, waaronder het broeikasgas CO2, in de atmosfeer. Zonder tegenreactie zou de concentratie CO2 in de atmosfeer, en daarmee de temperatuur op aarde, over tijd almaar verder stijgen. „De aarde zou een soort Venus worden”, zegt Appy Sluijs, hoogleraar paleoceanografie aan de Universiteit Utrecht, en niet betrokken bij het onderzoek.
Dat dit niet gebeurd is, komt doordat er bij de verwering van gesteente CO2 uit de lucht wordt gehaald. In de atmosfeer lost CO2 op in regenwater. Dat regenwater is daardoor wat zuur en lost daarom gesteenten op. De CO2 wordt hierbij omgezet in een reactieproduct dat naar de oceanen stroomt. Daar maken organismen er carbonaten van (onder andere calciumcarbonaat, ook wel calciet) en die slaan neer op de oceaanbodem. Komt er meer CO2 in de atmosfeer en stijgt de temperatuur op aarde, dan versnelt de verweringsreactie en verdwijnt er meer CO2 uit de lucht naar de oceaanbodem. Koelt het af, dan vertraagt de reactie.
Franse chemicus
De wetenschappelijke basis van dit verweringsmechanisme is midden negentiende eeuw gelegd door de Franse chemicus Jacques-Joseph Ébelmen. Maar het is sindsdien altijd de vraag geweest hoe sterk de verweringsreactie precies reageert op temperatuurswisselingen. „Dat is lange tijd alleen bestudeerd in laboratoria”, zegt Susan Brantley, eerste auteur van het nu gepubliceerde artikel, en hoogleraar aardwetenschappen aan Pennsylvania State University. De uitkomsten van die studies liepen erg uiteen. „Mede omdat verwering een heel traag proces is”, zegt Brantley.
In de huidige studie heeft Brantley, met collega’s, een grote hoeveelheid data verzameld, van laboratoriumstudies, maar ook van experimenten in het veld, in verschillende soorten bodems, op hellingen, in verschillende regio’s. „We doen zelf ook al jaren onderzoek naar verwering in de echte wereld”, zegt Brantley.
De resultaten laten zien dat verwering in de buitenlucht, áls die plaatsvindt, sneller verloopt dan in het lab. Maar doorgetrokken naar wereldschaal vertaalt zich dat anders, omdat er veel plekken zijn waar verwering niet of nauwelijks kan plaatsvinden. „Omdat het te droog is. Of omdat het gesteente verborgen ligt onder zo’n dikke laag bodem dat het water er niet tot doordringt”, zegt Brantley. Per saldo, zo concluderen de onderzoekers, verloopt verwering langzamer dan tot nog toe gedacht.
Holistische aanpak
Sluijs zegt „onder de indruk” te zijn van de hoeveelheid data die is verwerkt en de holistische aanpak van de studie. „Verwering is op alle schalen bestudeerd, van lab tot regionale tot mondiale schaal.”
In een commentaar op de studie schrijft Robert Hilton, hoogleraar sedimentaire geologie aan de universiteit van Oxford, dat de van nature voorkomende verwering „helaas […] te traag is om de grote excessen van CO2 die elk jaar vrijkomen door menselijke activiteiten op te dweilen”. Wat wel zou kunnen is gesteente vergruizen en uitspreiden over grote oppervlakken, om zo verwering aan te wakkeren en versneld CO2 uit de atmosfeer te halen. Het is een aanpak waaraan in Nederland het nodige onderzoek plaatsvindt, met name met het mineraal olivijn. Maar Brantley heeft er haar twijfels over. „Om de enorme hoeveelheden CO2 die nu in de lucht komen eruit te halen, heb je heel veel vergruisd gesteente nodig en enorme oppervlakken.” Volgens haar moeten we allereerst stoppen met het uitstoten van broeikasgassen. En als tweede moeten we „alles” proberen om CO2 uit de atmosfeer te halen, zoals bomen aanplanten, en CO2 met installaties uit de lucht zuigen en vastleggen.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/stripped/data94584291-d38c46.jpg)
