Omgekeerde verwering: verse klei ontstaat door chemische omzetting

In tropische zeeën spelen zich omzettingsprocessen van mineralen af die het zoekraken van sommige chemische elementen voor een deel verklaren (Science 270, p. 614). Dit 'zoekraken' is niets anders dan dat de balans niet klopt van wat er aan een bepaald element in zee komt en van wat er in zee is.

Via rivieren worden grote hoeveelheden verweringsmateriaal naar zee afgevoerd. Een verklaring voor het zoekraken is lang gezocht in selectieve onttrekking van bepaalde elementen aan de kringloop. De ontdekking van onderzeese vulkanen op de mid-oceanische ruggen, met de juiste condities voor bepaalde chemische omzettingen, leek in het midden van de jaren zeventig een oplossing te bieden, maar het effect blijkt niet afdoende.

Omdat veruit het grootste deel (60%) van alle verweringsprodukten via tropische rivieren naar de oceaan wordt afgevoerd, ligt het voor de hand dat het onderzoek naar de onbalans van sommige chemische elementen zich primair op tropische delta's richt. In praktijk is zulk onderzoek echter zeer moeilijk op een wetenschappelijk verantwoorde wijze uit te voeren. De onderzoekers die in Science verslag doen, hebben een heel elegante oplossing voor dit probleem gevonden. Ze vulden flessen met sediment uit de Amazone en voegden daar natuurlijke kernen (glasparels en kwartskorrels waarvan sommige een huidje van ijzer- oxide hadden) aan toe, alsook een substraat van acryl waarop eventueel nieuwgevormde mineralen zich zouden kunnen hechten. Hierbij bleek dat zich nieuwe kleimineralen vormden via een proces van 'omgekeerde verwering'.

Alleen al bij de Amazone zou zo 10% van al het kalium dat wereldwijd naar zee wordt afgevoerd in nieuwe klei worden gevangen. Het had meer kunnen zijn, maar gebrek aan silica (uit afgestorven diatomeeën) blijkt de belangrijkste beperkende factor.

Bij het omzettingsproces worden kwarts, verweerde kleimineralen, ijzeroxide, organisch gebonden koolstof, oplosbare kationen en bicarbonaat-ionen samen omgezet tot 'verse' kleimineralen, koolzuurgas en water.

Interessant hierbij is ook dat aluminium bepaald niet immobiel blijkt, zoals tot nu toe was aangenomen. Een ander interessant punt is dat bij verwering op het land CO wordt verbruikt, dat aan de atmosfeer wordt onttrokken en dat via de verweringsprodukten als bicarbonaat in zee terechtkomt. Toch neemt de concentratie van CO in de atmosfeer niet af; evenmin neemt de pH van de oceanen toe. Door het bovengeschetste proces van omgekeerde verwering wordt nu duidelijk waarom.