Scientists discover how volcanoes release trapped crustal CO2 to the atmosphere
2019-06-26

The source of carbon dioxide (CO2) emitted from volcanoes has been the topic of a long-standing debate. Now, a team of scientists show that CO2 is efficiently liberated from limestones by volcanic activity and released into the atmosphere. This limestone-derived CO2 is likely a significant contributor to the global carbon cycle, but has so far been underestimated in respect to climate effects. The findings have been published in the journal Scientific Reports.
Volcanoes routinely emit CO2 into the atmosphere via volcanic degassing. However, volcanoes which are situated on top of limestone bedrock have often an unusually high outflux of CO2. Limestone is made of calcium carbonate, CaCO3, and when hot magma reacts with this limestone bedrock at depth it vigorously breaks down to release large amounts of CO2, much like classroom baking soda and vinegar volcanoes, contributing to this unusually high outflux of CO2. Until now, the exact process during magma-limestone interaction at depth and the timescales over which this can happen have remained speculative.
The highly active and hazardous Merapi volcano in Indonesia has now been the target for a team of scientists from Keele and Swansea Universities (UK) and Uppsala University (Sweden) who used pieces of thermally altered limestone (skarn), brought to the surface during volcanic eruptions. The researchers argue that these skarn samples record the processes in the underlying magma reservoir and allows them to gain insights into the processes accompanying liberation of CO2 from limestone. Led by PhD researcher Sean Whitley from the School of Geography, Geology and the Environment at Keele University, the researchers measured different isotopes of carbon and oxygen in crystals of the mineral calcite in these skarn fragments at the Edinburgh Ion-Microprobe Facility. These data allowed them to chemically fingerprint the processes that led to formation of these calcites and the team found an unusual carbon isotopic signature that demonstrates highly efficient remobilisation of limestone-derived CO2 into the magmatic system. They further found that this CO2 release occurs over geologically short timescales of hundreds to thousands of years and that during non-eruptive episodes up to half of the CO2 emissions at Merapi derive from the digestion of limestone in the magma storage region, rising to 95% during volcanic eruptions.
Although Merapi is currently considered a relatively minor emitter of CO2 on a global scale, the results show that volcanic CO2 liberation can potentially release large amounts of limestone-derived CO2 during eruptive episodes. This increasingly recognised contribution of limestone-derived CO2 to volcanic carbon budgets now requires reconsideration of global carbon cycling models throughout Earth history.
For further information please contact prof V.R. Troll or Dr. Frances Deegan
Nyhetsarkiv 2019
-
Donation till institutionen för geovetenskaper
Ett brittiskt ingenjörsföretag har donerat tio licenser för Move-programvara till Institutionen för geovetenskaper vid Uppsala Universitet. Mjukvaran används för att visualisera och analysera tredimensionell geologisk data och tillämpas både inom forsknings- och undervisningsaktiviteter.
-
New study of how sustainable development depends on biodiversity
A new study published today in Nature Sustainability exemplifies the breadth of ways in which biodiversity can contribute to achievement of all 17 Sustainable Development Goals (SDGs) and thereby help to underpin sustainable development.
-
Ny metod för utvinning av sällsynta jordartsmetaller från apatitförande bergarter
Aptitförande berggart Efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller, eller REE från engelskans Rare Earth Elements, ökar stadigt inte minst med anledning av tillämpningar i högprestationsmagneter och på senare tid även i nya typer av effektiva batterier. Som en direkt konsekvens av den höga efterfrågan har forskning om utvinning av dessa metaller också ökat.
-
Hydrothermal alteration of andesitic lava domes can lead to explosive volcanic behaviour
Figure. Photographs from Merapi volcano (Indonesia) outlining the process described in the study. Left: Volcanic gases can escape (outgas) and the pressure within and beneath the dome does not increase. Middle: Hydrothermal alteration reduces the permeability of the dome and effectively shuts off outgassing, resulting pressure buildup beneath the dome. Right: This gas overpressure drives fragmentation and explosive behaviour. The explosion provides new outgassing pathways and the clock is reset.
Volcanoes that extrude lava domes – mounds of blocky lava that form as high-viscosity magma slowly extrudes from the top of a volcanic conduit – are among the most hazardous on Earth.
-
Så bildades svenska mineraliseringar rika på sällsynta jordartsmetaller
REE-karbonaten bastnäsit, idag ett av världens viktigaste malmmineral för utvinning av sällsynta jordartsmetaller, upptäcktes och beskrevs ursprungligen 1838 av Wilhelm Hisinger i prov från Bastnäsgruvorna i Bergslagen. Foto: C. Rewitzer, Wikimedia Mycket av dagens moderna teknik kräver sällsynta jordartsmetaller och en nyckel till att hitta mer är att förstå hur de kan koncentreras i jordskorpan. Genom Bergslagen går ett stråk med anrikningar av sällsynta jordartsmetaller av så kallad ”Bastnästyp” och i en ny studie visar forskare från Uppsala universitet och Sveriges geologiska undersökning (SGU) hur denna typ av malmer en gång bildades.
-
Scientists identify signs of activity from Anak Krakatau prior to collapse
Prior to the collapse of a section of the volcano Anak Krakatau in December 2018, which triggered a deadly tsunami, it exhibited several signs of activity in the months leading up to the event. A study recently published in Nature Communications, notes that at the time, and when considered individually, none of the anomalies would have been conclusive enough to predict the events to come, but the observations could prove useful in the future.
-
Vet du inte vad du ska göra i höst? Våra utbildningsprogram är öppna för sen anmälan!
-
Scientists discover how volcanoes release trapped crustal CO2 to the atmosphere
Intense outgassing at Merapivolcano. Photo: Tom Walter The source of carbon dioxide (CO2) emitted from volcanoes has been the topic of a long-standing debate. Now, a team of scientists show that CO2 is efficiently liberated from limestones by volcanic activity and released into the atmosphere. This limestone-derived CO2 is likely a significant contributor to the global carbon cycle, but has so far been underestimated in respect to climate effects. The findings have been published in the journal Scientific Reports.
-
Professor emeritus Sergej Zilitinkevich får pris från International Meteorological Organization
Professor emeritus Sergej Zilitinkevich has been named as the winner of the prestigious International Meteorological Organization (IMO) Prize for his outstanding contribution to meteorology and climatology and scientific research.
-
Svensk järnmalm bildades i vulkaner
Järnmalm av kirunatyp utgör den största delen av Europas järnmalmsproduktion men när det kommer till hur denna malm en gång bildades har forskarna inte varit överens. Nu presenterar forskare från Uppsala universitet, tillsammans med internationella kollegor, nya resultat som visar att den största delen av järnmalmen måste vara bildad av magmatiska processer i höga temperaturer. Resultaten publiceras i tidskriften Nature Communications.
-
Vill du representera Institutionen för geovetenskaper i 2019 års forsränning?
Vi söker ett lag om två till fyra studenter med en kreativ idé till hur institutionen för geovetenskaper kan representeras på en flotte under forsränningen
-
”Sensorerna ska känna av små rörelser i berget”
Hallå där, Björn Lund, geovetare, som testar sensorer för övervakning av slutförvar för använt kärnbränsle i Forsmark: Du arbetar inom det svenska nationella seismiska nätet, SNSN, som drivs av institutionen för geovetenskaper och som har ett samarbete med Svensk Kärnbränslehantering, SKB – vad handlar ert projekt om?
-
Stort vulkanutbrott utanför Skottland kan ha bidragit till förhistorisk global uppvärmning
För ungefär 56 miljoner år sedan blev det mycket varmare på jorden. Forskare från Uppsala universitet kan nu tillsammans med brittiska kollegor visa att ett stort, explosivt vulkanutbrott på ön Isle of Skye utanför Skottland kan ha varit en bidragande faktor till klimatförändringen. Forskningen publiceras i tidskriften Scientific Reports.
-
Den första högupplösta kartan över alla världens flodslätter
En internationell forskargrupp presenterar nu den första högupplösta kartan över hela världens flodslätter. Att identifiera områden som kan komma att översvämmas är avgörande både när det gäller utveckling och skydd av landområden i närheten av bebyggelse. Forskargruppen presenterar också ett öppet tillgängligt verktyg som kan användas för att kartlägga flodslätter. Artikeln är publicerad i tidskriften Nature Scientific Data.
-
Prof. Chin-Fu Tsang delar ut Chin-Fu Tsang-priset!
Professor Chin-Fu Tsang gives out the prize named after him during the CouFrac 2018 Conference in Wuhan Our visiting Professor Chin-Fu Tsang from Lawrence Berkeley National Laboratory, gave out the prize named after him during the CouFrac Conference in Wuhan on 12-14 November 2018.