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地球内部现神秘碳库 吸收量比想像中更多
2022-10-04

科学家发现地球内部深处有一套机制,能够吸收大量来自大气和地表的碳排放,并把这些碳长期锁在地心深处,达到减碳的效果。这项发现有助于科学家修正“气候暖化”模型的各种评估和预测。

在此之前,科学家以为大气和地表的碳排放被地球的碳循环机制带入地下后,通过火山喷发的形式全部会再回到地面上来。

可是7月14日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)期刊的一份研究发现,其中高达大约三分之一的碳元素会被地下深处的某种机制锁住,被长期地留在地球内部,在短期内不会回到地面或大气中。

研究称,确切了解地球的碳循环机制,对碳排放后果的预测才比较准确,在此基础上进行的“气候暖化”议题的研究才合理。

主要研究者英国剑桥大学的材料科学家法桑(Stefan Farsang)说:“目前我们对地表的碳储存量和流量的情况比较了解,但是对地球内部存碳的机制不怎么了解。地球内部的碳循环时间可长达数百万年。”

研究介绍说,地壳板块俯冲或地壳板块之间弯曲变形这些板块的变化,会把地表的碳带到地下深处。在这个过程里,大量含碳的物质,比如生物体的残骸、贝壳这些物质,都会被卷入地下深处。这是碳迁移的方式之一。此外,大气中的二氧化碳也会通过海洋沉积物的途径,沉入海底进入地下。这是碳迁移的另一个重要方式。

这份研究利用欧洲同步辐射设施的粒子加速器,产生高压、高温的环境,模拟地壳俯冲带岩石里面发生的化学反应,从而构建地球内部的演化模型。

研究组发现,地壳板块岩石在被卷入地幔层的过程中,里面钙的含量减少、镁的含量增多。这使得它们可溶性变小,导致它们不容易溶解在岩浆内,也不大可能随着火山喷发再回到地面。

这份研究认为,大部分的碳酸盐会沉到地下更深的地方,与来自大气层的、通过海洋沉积物的途径沉到地下的碳结合,最终变成钻石。

研究者之一新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University)的物理学家雷德芬(Simon Redfern)说:“我们的研究发现这些矿物质非常稳定,绝对能够锁住来自大气的二氧化碳,把它们变成坚固的矿物质形态,达到减碳的效果。”

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