Controles litológicos em regimes de intemperismo de silicato de planetas temperados

Modelo de intemperismo de silicato baseado em reações de intemperismo e taxas de fluxo de fluido. O balanço de energia entre o fluxo estelar incidente e a radiação de onda longa que sai resulta em evaporação e precipitação, levando ao escoamento através dos solos continentais. Analogamente, o fluxo de calor hidrotérmico é responsável pela taxa de fluxo de circulação hidrotérmica através do poro-espaço do fundo do mar. No modelo de transporte controlado, o escoamento continental e a vazão do fluido do fundo do mar permitem reações de intemperismo no espaço poroso continental e do fundo do mar, respectivamente. Os principais parâmetros e processos são rotulados (consulte as Tabelas 1, 3 e 2 para todos os parâmetros e quantidades de saída).

As atmosferas dos planetas temperados podem ser reguladas por ciclos geoquímicos. O intemperismo com silicato fornece feedback negativo essencial para o ciclo carbonato-silicato (ciclo do carbono) para manter os climas temperados na Terra e, possivelmente, em exoplanetas temperados do tamanho da Terra.

A intensidade do intemperismo é normalmente atribuída à cinética das reações de intemperismo de minerais individuais. A implementação de um modelo de intemperismo controlado por transporte mostra que quando a proporção de mistura de volume de CO2 diminui ou a temperatura da superfície aumenta, a termodinâmica de equilíbrio, em vez da cinética, exerce um forte controle sobre o intemperismo. Modelar o desgaste de todos os minerais em uma determinada rocha em vez de minerais individuais é crucial.

A transição entre regimes de intemperismo cineticamente e termodinamicamente limitados é fortemente sensível à litologia das rochas. A aplicação deste modelo à Terra sugere que as taxas de meteorização do granito continental médio global e do basalto do fundo do mar são provavelmente limitadas pelo fornecimento de rochas frescas, mas as taxas de meteorização regionais podem ser influenciadas pela cinética e pela termodinâmica.

A consideração do carbono inorgânico dissolvido total como um substituto para o intemperismo resulta em outro regime de redução de CO2: dissolução de CO2, onde o bicarbonato aquoso e os íons de carbonato produzidos pelo intemperismo das rochas têm concentração menor do que o CO2 aquoso.

Limites superiores do intemperismo em função da litologia são fornecidos para calcular o impacto máximo do intemperismo no ciclo do carbono. A sensibilidade à temperatura do intemperismo de silicato termodinamicamente limitado fornece um feedback positivo potencial para o ciclo do carbono que pode deslocar a borda interna da zona habitável.

Publicado em 29/08/2020 08h16

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