Remoción de la cima de la montaña, una técnica de extracción de carbón utilizada en gran parte de los Apalaches centrales, es una forma extrema de minería a cielo abierto, que excava crestas de hasta 600 pies (el doble de la longitud de un campo de fútbol) y entierra valles y arroyos adyacentes en lecho de roca y residuos de carbón. Se sabe desde hace mucho tiempo que esta actividad minera tiene impactos negativos en la calidad del agua aguas abajo.

Un nuevo estudio dirigido por el científico de cuencas hidrográficas Matthew Ross de la Universidad Estatal de Colorado encontró que muchos de estos impactos en la calidad del agua son causados ​​por un aumento dramático en las tasas de meteorización química de los paisajes minados. que están derritiendo el lecho de roca hasta 45 veces más rápido que las áreas no minadas. Además, la meteorización tiene consecuencias globales para el ciclo del azufre, que es un nutriente clave para todas las formas de vida.

Los hallazgos muestran que cuando las personas mueven grandes cantidades de lecho rocoso y suelo para construir ciudades o para extraer recursos, pueden alterar y acelerar completamente los procesos naturales de meteorización en la tierra, que puede afectar la calidad del agua aguas abajo.

Ross, profesor asistente en el Departamento de Ciencia y Sostenibilidad de los Ecosistemas, describió las tasas de meteorización química como una de las tasas más altas jamás observadas, en comparación con paisajes de todo el mundo.

El estudio, "La oxidación de pirita impulsa tasas de meteorización excepcionalmente altas y CO geológico ₂ liberación en paisajes minados en la cima de las montañas, "fue publicado en la revista Ciclos biogeoquímicos globales .

Ciclo del carbono interrumpido

Este aumento de la meteorización, como muchos impactos relacionados con las minas, comienza cuando el sulfuro de hierro o la pirita, un mineral también conocido como oro de los tontos que se encuentra a menudo en el carbón, está expuesto al aire. Esto crea ácido sulfúrico, haciendo que el agua que sale de la mina sea extremadamente ácida y cáustica. Para neutralizar el ácido, en gran parte de los Apalaches centrales, la roca que contiene pirita está rodeada y mezclada intencionalmente con rocas carbonatadas.

Si bien esto limita los problemas de drenaje de las minas ácidas, Estas reacciones de producción de ácido y neutralización crean las condiciones ideales para una rápida meteorización química del lecho rocoso. con sorprendentes implicaciones para el ciclo geológico del carbono de estos paisajes.

En la mayoría de las áreas que experimentan meteorización química, el dióxido de carbono se disuelve en ácido carbónico, un agente de intemperismo débil. Cuando el ácido carbónico reacciona con silicatos o minerales formadores de rocas, el dióxido de carbono está permanentemente encerrado en el lecho de roca, equilibrar el ciclo del carbono durante millones de años. En paisajes sin minas, este proceso proporciona un sumidero lento pero inevitable para el dióxido de carbono atmosférico, o CO ₂ .

En paisajes minados con abundante ácido sulfúrico, las reacciones de intemperismo ya no dependen del ácido carbónico, y se elimina el potencial de secuestro geológico de carbono. En lugar de, el ácido sulfúrico erosiona los carbonatos neutralizadores de ácido, que libera dióxido de carbono a la atmósfera.

Esto significa que mucho después de que la minería en estas áreas se haya detenido, Los investigadores estiman que entre el 20 y el 90 por ciento del carbono absorbido por las plantas en la superficie será anulado por la liberación de carbono de las rocas a la atmósfera.

"Debido a que esta erosión ocurre tan rápido y es impulsada por ácido sulfúrico, crea un paisaje que es fuente de dióxido de carbono, ", Dijo Ross." Estás disolviendo rápidamente el paisaje y liberando un montón de carbono de roca ".

Este impacto regional también tiene consecuencias globales para el ciclo del azufre, un elemento que es importante para todas las formas de vida. Si bien las operaciones mineras en la cima de la montaña en los Apalaches cubren una pequeña porción, 0,006 por ciento, de la superficie terrestre de la Tierra, pueden contribuir hasta con un 7 por ciento de la entrega global total de azufre de la tierra al océano.

Esta investigación, financiado por la National Science Foundation, es parte de un proyecto en curso dirigido por Ross, quien recientemente se unió a la facultad del Warner College of Natural Resources.