地球的内部吞噬比想法更多的碳

7月26日,2021年

他们发现,在俯冲区的地球内部吸入了地球内部 - 其中构造板碰撞并潜入地球内部 - 往往会在深度锁定,而不是以火山排放的形式重新铺设。One of the solutions to tackle climate change is to find ways to reduce the amount of CO 2 in Earth’s atmosphere.The best-understood parts of the carbon cycle are at or near Earth’s surface, but deep carbon stores play a key role in maintaining the habitability of our planet by regulating atmospheric CO 2 levels.Here, surface carbon, for instance in the form of seashells and micro-organisms which have locked atmospheric CO 2 into their shells, is channelled into Earth’s interior.But the new study reveals that chemical reactions taking place in rocks swallowed up at subduction zones trap carbon and send it deeper into Earth’s interior - stopping some of it coming back to Earth’s surface.

他们发现,在俯冲区的地球内部吸入了地球内部 - 其中构造板碰撞并潜入地球内部 - 往往会在深度锁定,而不是以火山排放的形式重新铺设。

他们的发现,发表在自然通信举例说,只有大约三分之一的碳回收在火山链下方通过回收回收到表面,与之前的理论相反,由于主要恢复到来。

解决气候变化的解决方案之一是找到减少地球大气中二氧化碳量的方法。通过研究碳在深处的碳行为,其中包括我们的大部分碳的碳,科学家可以更好地了解地球上的整个碳的生命周期,以及如何在地面的大气,海洋和生命之间流动。

最佳理解的碳循环部分位于地球表面或附近,但深度碳储存通过调节大气二氧化碳水平来保持行星的居住性,发挥着关键作用。“We currently have a relatively good understanding of the surface reservoirs of carbon and the fluxes between them, but know much less about Earth’s interior carbon stores, which cycle carbon over millions of years,” said lead author Stefan Farsang, who conducted the research while a PhD student at Cambridge's Department of Earth Sciences.

有许多方法可以释放回气氛(作为CO2),但只有一条路径可以返回地球内部:通过板俯冲。这里,表面碳,例如以贝壳和微生物的形式锁定到它们的壳体中锁定到壳体中,被引入地球内部。科学家认为,随后将大部分碳作为二氧化碳返回到大气层,通过火山排放。但新的研究表明,在俯冲区陷阱碳中吞下的岩石中吞下的化学反应,并将其更深入地送到地球内部 - 停止将其返回到地球表面。

该团队在欧洲同步辐射设施进行了一系列实验,“ESRF拥有世界领先的设施和我们所需的专业知识,”NTU新加坡科学学院院长共同作者Simon Rederfern表示,“该设施可以在对我们的高压和温度的影响下测量这些金属的非常低浓度。”为了复制低压和温度的低压区,它们使用加热的“金刚石砧”,其中通过压制两个微小的金刚石砧液对样品来实现极端压力。

这项工作支持越来越多的证据,即碳酸盐岩,其与粉笔相同的化学化妆品,当进入地幔时变得更少富含钙和更多的镁富含镁。这种化学转化使得碳酸盐含量不易溶解 - 意味着它不会被吸入供应火山的流体中。相反,大多数碳酸盐水槽深入到最终成为钻石的地幔中。

“在这一领域仍然有很多研究,”法沙说。“在未来,我们的目标是通过在更宽的温度,压力范围和几种流体组合物中研究碳酸盐溶解度来改进我们的估计。”

该结果对于了解碳酸盐形成在我的气候系统中的作用也很重要。“我们的结果表明,这些矿物质非常稳定,肯定可以将CO2从大气层锁定成固体矿物形式,可能导致负排放量,”Redfern说。该团队一直研究使用类似方法进行碳捕获,使大气二氧化碳移动到岩石和海洋中的储存中。

“这些结果还可以帮助我们了解更好的方法来将碳锁入固体地球,从大气中脱离。如果我们可以比自然处理它加速这个过程,它可以证明有助于解决气候危机的路线,“Redfern说。

参考:
Farsang,S.,Louvel,M.,Zhao,C.等。深度碳循环受碳酸盐溶解度约束。自然通信(2021)。DOI:10.1038 / S41467-021-24533-7

由ESRF的新闻稿改编

这个消息的来源来自剑桥大学

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