一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了微觀溶解縫，可溶解古代深海石灰?guī)r中約 10% 的碳，世界上大部分碳都儲存在那里。
由 QUT 地球與大氣科學(xué)學(xué)院的 Christoph Schrank 博士、QUT 中央分析研究機(jī)構(gòu)的 Michael Jones 博士和澳大利亞核科學(xué)與技術(shù)組織 (ANSTO) 同步加速器科學(xué)家 Cameron Kewish 博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在自然雜志通訊地球與環(huán)境上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
Schrank博士說，在過去的 1.8 億年里，深海石灰?guī)r一直是地球上最大的碳匯，因為它們捕獲了地球上的大部分碳。
“然而，它們對長期碳循環(huán)的貢獻(xiàn)很難量化，”他說。
“測量深海石灰?guī)r中捕獲的碳量是了解長期碳循環(huán)的基礎(chǔ)--碳在大氣、海洋、生物圈和地球本身的巖骨之間經(jīng)過數(shù)千到數(shù)百萬年的交換。"
“科學(xué)家們試圖解開碳循環(huán)，以了解氣候變化等重要過程。為此，我們需要估計石灰石可以真正捕獲多少碳。”
Schrank 博士說，他們使用高分辨率化學(xué)和結(jié)構(gòu)圖確定這些微溶解接縫是超薄層，大量碳酸鈣沿著這些層溶解掉了。
“雖然單個微溶解接縫比人的頭發(fā)細(xì)得多，但它們的間距非常密集——兩條接縫之間的平均距離約為一根頭發(fā)的寬度，”施蘭克博士說。
“我們將這些幾何信息和質(zhì)量平衡估計結(jié)合在一起，得出在我們的研究中，微溶解接縫溶解了石灰石總碳的 10%。”
“已發(fā)表的石灰石溶解數(shù)學(xué)模型和地質(zhì)證據(jù)表明，這種溶解過程發(fā)生在沉積物下方 10 厘米至 10 米內(nèi)，歷時 50 至 5000 年。”
溶解碳的去向尚不確定。Schrank博士說，他們研究的石灰?guī)r形成于北島東海岸附近一個構(gòu)造極其活躍的地區(qū)。
“在過去的 2500 萬年里，甚至今天，這個地區(qū)經(jīng)常被地震震動，眾所周知，地震會激起海底的沉積物。”
“我們建議，當(dāng)海底受到地震或水下山體滑坡的干擾時，溶解的碳可以返回海洋。”
來自 QUT、ANSTO、昆士蘭大學(xué)、新南威爾士大學(xué)和拉籌伯大學(xué)的研究小組使用 ANSTO 澳大利亞同步加速器的極其強(qiáng)大的 X 射線發(fā)現(xiàn)了微接縫。
“在過去十年中，ANSTO、QUT 和拉籌伯大學(xué)的團(tuán)隊在澳大利亞同步加速器開發(fā)了尖端的 X 射線顯微鏡技術(shù)，以探測小至數(shù)十納米的材料的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，”Kewish 博士說。
“同步加速器產(chǎn)生的光比太陽亮一百萬多倍，而 X 射線顯微鏡使我們能夠看到以前不可見的特征。”
Jones 博士說，“將這些新技術(shù)應(yīng)用于新西蘭北島東海岸有 5500 萬年歷史的石灰?guī)r部分，使我們第一次看到石灰?guī)r層包含數(shù)千個微小的其他顯微技術(shù)幾乎看不到微溶解接縫。”
Jones 博士說，該團(tuán)隊計劃用高分辨率同步加速器技術(shù)檢查世界各地的其他石灰?guī)r沉積物，以更好地了解微溶解如何促進(jìn)沉積物與海洋之間的碳交換。
