Секреты самого большого поглотителя углерода на Земле раскрыты синхротронными исследованиями

Исследовательская группа во главе с доктором Кристофом Шранком из Школы наук о Земле и атмосфере QUT, доктором Майклом Джонсом из Центрального аналитического исследовательского центра QUT и ученым-синхротроном Австралийской организации ядерной науки и технологий (ANSTO) д-ром Кэмероном Кьюишем опубликовала свои выводы. в Природа журнал Связь Земля и окружающая среда.

Австралийский синхротрон. 

Доктор Шранк сказал, что глубоководные известняки были крупнейшим поглотителем углерода на Земле в течение последних 180 миллионов лет, потому что они удерживали большую часть углерода на планете.

«Однако их вклад в долгосрочный углеродный цикл плохо поддается количественной оценке», – сказал он.

«Измерение количества углерода, улавливаемого глубоководными известняками, имеет основополагающее значение для понимания долгосрочного углеродного цикла – того, как происходит обмен углерода между атмосферой, океанами, биосферой и скалистыми костями самой Земли от тысяч до миллионов годы.”

«Ученые пытаются разгадать углеродный цикл, чтобы понять важные процессы, такие как изменение климата. Для этого нам нужно оценить, сколько углерода действительно могут улавливать известняки ».

Доктор Шранк сказал, что они использовали химические и структурные карты с высоким разрешением, чтобы выяснить, что эти швы микро растворения были ультратонкими слоями, вдоль которых растворилось большое количество карбоната кальция.

«Хотя отдельные швы микро растворения намного тоньше человеческого волоса, расстояние между ними невероятно плотное – среднее расстояние между двумя швами составляет примерно волосяной покров», – сказал доктор Шранк.

«Мы объединили эту геометрическую информацию и оценки баланса массы, чтобы выяснить, что пласты микрорастворения растворили около 10 процентов общего углерода известняков в нашем исследовании».

«Опубликованные математические модели растворения известняка и геологические данные свидетельствуют о том, что этот процесс растворения происходил в пределах от 10 см до 10 м ниже отложений в течение 50-5000 лет».

Куда уходит растворенный углерод, доподлинно пока неизвестно. Доктор Шранк сказал, что изученные ими известняки образовались вблизи чрезвычайно тектонически активной области у восточного побережья Северного острова.

«В течение последних 25 миллионов лет и даже сегодня этот регион регулярно сотрясают землетрясения, которые, как известно, поднимают отложения на дне океана».

«Мы предполагаем, что растворенный углерод может быть возвращен в океан, когда морское дно нарушается землетрясениями или подводными оползнями».

Исследовательская группа из QUT, ANSTO, Университета Квинсленда, Университета Нового Южного Уэльса и Университета Ла Троб обнаружила микрошвы, используя чрезвычайно мощные рентгеновские лучи австралийского синхротрона ANSTO.

«За последнее десятилетие команда из ANSTO, QUT и Университета Ла Троб разработала передовые методы рентгеновской микроскопии на австралийском синхротроне для исследования химического состава и структуры материалов с точностью до десятков нанометров», – сказал доктор Кьюиш.

«Синхротрон излучает свет более чем в миллион раз ярче, чем солнце, а рентгеновская микроскопия позволяет нам видеть детали, которые ранее оставались невидимыми».

Доктор Джонс говорит, что «применение этих новых методов к участкам известняков возрастом 55 миллионов лет с восточного побережья Северного острова Новой Зеландии позволило нам впервые увидеть, что слои известняка содержат тысячи крошечных швы микро растворения, которые практически невидимы для других микроскопических методов ».

Доктор Шранк сказал, что команда планирует изучить другие месторождения известняка по всему миру с помощью синхротронных технологий с высоким разрешением, чтобы лучше понять, как микрорастворение способствует обмену углерода между отложениями и океаном.