Kolaterade mantelperidotiter utgör en dold sänka för subducerad CO2

Varför jordens dolda kol spelar roll

Koldioxid rör sig inte bara mellan luft, hav och liv vid ytan. Stora mängder dras djupt ned i jorden där de kan låsas in under miljoner år och hjälpa till att hålla planetens klimat i balans. Denna studie undersöker en ovanlig bergartssvit i Oman som verkar ha fångat en enorm mängd kol djupt under markytan. Genom att klarlägga hur, när och varifrån detta kol kom, kastar författarna nytt ljus över en ”saknad” del av jordens långsiktiga kolcykel.

Var havsbotten möter den djupa jorden

Vid vissa plattgränser böjer sig en oceanisk platta och sjunker under en annan platta i en process som kallas subduktion. Sediment och förändrad oceanisk skorpa på denna platta är rika på kolbärande mineral och vattenrika vätskor. När de sjunker ned värms de upp och avger vätskor som kan stiga in i den överliggande mantelkilen. I Oman har en stor skiva av forntida havsbotten och övre mantel, kallad Semail-ophioliten, skjutits upp på land och bevarar ett tvärsnitt genom en tidigare subduktionszon. Inom denna skiva undersökte forskarna en borrkärna (Hål BT1b) som går från relativt lite förändrade mantelbergarter till ljusa, fullständigt karbonatiserade bergarter kända som listveniter, vilka tillsammans naturligt kan ha lagrat omkring en miljard ton CO2.

Bergarter som berättar om vätskor

När kolrika vätskor rör sig genom het berggrund lämnar de kemiska fingeravtryck efter sig. Teamet fokuserade på halogener—fluor, klor, brom och jod—som hellre färdas i vätskor än ingår i fasta mineral. Genom att använda högprecisions mikroanalys för att mäta dessa element i små partier av serpentin, karbonat och andra mineral över övergången från delvis omvandlad till fullständigt karbonatiserad bergart, spårade de hur vätskorna rört sig och förändrats. De fann att när serpentinit gradvis omvandlades till karbonatrika listveniter, pressades klor ut mycket starkare än brom eller jod. Detta skapade växlande vätskor med distinkta halogenskvoter som kunde knytas till sannolika källor längre ner i subduktionszonen.

Följa den dolda kolens väg

Halogenmönstren visar att de vätskor som utförde största delen av karbonatiseringen inte bara var grunda havsvatten som pressats ur sediment. Istället var de blandningar av sedimentära porvatten med en extra dos CO2‑rik vätska som steg upp från djupare i den subducerande plattan, där uppvärmning får karbonater att lösa upp eller sönderfalla. Modellering av hur vätskekemin måste ha utvecklats för att matcha bergartsdata indikerar att dessa vätskor måste ha burit ovanligt stora mängder kol i förhållande till salt. När dessa vätskor trängde in i förbågsman telen—området ovanför plattan men framför den vulkaniska bågen—reagerade de med peridotit och serpentiniserade bergarter, omvandlade dem stegvis till listvenit och låste löst CO2 i fasta, stabila karbonatmineral som kan bestå under geologisk tid.

Att reda ut motstridiga tidsskalor

Tidigare datering av karbonatådror i liknande bergarter föreslog att vissa listveniter i Oman bildades långt efter att subduktionen i detta område upphört, vilket antydde en mer lokal och nyare källa för vätskorna. Detta nya arbete visar att huvudfasen av karbonatisering i den studerade borrkärnan kemiskt är knuten till subduktionsrelaterade vätskor, inte till senare händelser. Författarna skiljer mellan två stadier: ett tidigt, magnesitrikt skede kopplat till subduktionsvätskor med en halogen‑signatur, och ett senare, mer kalciumrikt skede som involverar dolomit med ett annat halogenmönster och sannolikt speglar yngre tektonisk eller magmatisk aktivitet. De yngre åldrarna, menar de, daterar för det mesta detta andra, överlagrande avsnitt snarare än den ursprungliga storskaliga infångningen av kol.

Vad detta betyder för jordens klimatmotor

Genom att kombinera vätskekemin med oberoende uppskattningar av hur mycket porevatten som undflyr sediment världen över, uppskattar forskarna att CO2‑rika vätskor som rör sig från djupare skivnivåer in i förbågsman telen kan föra ungefär 1,7–3,4 × 10^13 gram kol per år. Det kan stå för en stor del—möjligen upp till 90 procent—av det kol som går in i subduktionszoner. Med andra ord kan bergarter som dessa karbonaterade mantelperidotiter utgöra en viktig, tidigare underskattad sänka som hindrar mycket av det subducerade kolet från att antingen snabbt återvända till atmosfären via vulkaner eller sjunka vidare in i den djupa manteln. Eftersom de förhållanden som skapar sådana bergarter beror på faktorer som temperatur, sedimenttyp och tektonisk miljö, kan denna dolda kolfälla ha varierat i styrka genom jordens historia och därigenom subtilt styrt planetens långsiktiga klimat.

Citering: Carter, E.J., O’Driscoll, B., Burgess, R. et al. Carbonated mantle peridotites represent a hidden sink for subducted CO₂. Nat Commun 17, 3297 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68646-3

Nyckelord: kol i subduktionszoner, mantelkarbonatisering, listvenit, förbågsman tel, globalt kolcykel