اكتشف فريق من العلماء طبقات ذوبان مجهرية تعمل على إذابة الكربون في أكبر حوض كربون على الأرض.
هذه التقنية تستطيع إذابة حوالي 10 في المائة من الأحجار الجيرية القديمة في أعماق البحار حيث يتم تخزين معظم الكربون في العالم.
نشر فريق البحث، بقيادة الدكتور كريستوف شرانك من كلية علوم الأرض والغلاف الجوي بجامعة كوينزلاند،
نتائجهم في مجلة Nature Journal Communications Earth and Environment.
قال الدكتور شرانك إن الأحجار الجيرية في أعماق البحار كانت أكبر بالوعة للكربون على الأرض على مدار 180 مليون سنة الماضية
لأنها تحبس معظم الكربون على كوكب الأرض.
وأضاف: “ومع ذلك، فإن مساهمتها في دورة الكربون طويلة الأجل غير محددة كمياً”.
“يعد قياس كمية الكربون المحتجزة في الأحجار الجيرية في أعماق البحار أمرًا أساسيًا لفهم دورة الكربون طويلة المدى”.
” أي كيف يتم تبادل الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات والغلاف الحيوي والعظام الصخرية للأرض نفسها على مدى آلاف إلى ملايين من سنوات.”
“يحاول العلماء حل دورة الكربون من أجل فهم العمليات المهمة مثل تغير المناخ.
وللقيام بذلك، نحتاج إلى تقدير كمية الكربون التي يمكن أن تحبسها الحجر الجيري حقًا.”
وقال الدكتور شرانك إنهم استخدموا خرائط كيميائية وتركيبية عالية الدقة لاكتشاف أن طبقات الذوبان الدقيقة هذه عبارة عن طبقات رقيقة
تتلاشى على طولها كميات كبيرة من كربونات الكالسيوم.
وأضاف الدكتور شرانك:
“في حين أن طبقات التذويب الجزئي الفردية تكون أرق بكثير من شعر الإنسان،
فإن التباعد بينها كثيف بشكل لا يُصدق – متوسط المسافة بين الدرزتين حوالي عرض الشعرة”.
“لقد وضعنا هذه المعلومات الهندسية وتقديرات التوازن الكتلي معًا للعمل على أن طبقات الذوبان الدقيقة
أذابت حوالي 10 في المائة من إجمالي الكربون للحجر الجيري في دراستنا.”
تشير النماذج الرياضية المنشورة لانحلال الحجر الجيري والأدلة الجيولوجية إلى أن عملية الانحلال هذه
حدثت في نطاق 10 سم إلى 10 أمتار تحت الرواسب على مدى 50 إلى 5000 عام.
إقرأ أيضا:
قال الدكتور شرانك إن الأحجار الجيرية التي درسوها تشكلت بالقرب من منطقة نشطة للغاية من الناحية التكتونية قبالة الساحل الشرقي للجزيرة الشمالية.
“على مدار الخمسة وعشرين مليون سنة الماضية، وحتى اليوم، تهتز هذه المنطقة بانتظام من جراء الزلازل المعروفة بأنها تثير الرواسب في قاع المحيط.”
“نقترح أن الكربون المذاب يمكن أن يعود إلى المحيط عندما يتعرض قاع البحر للاضطراب بسبب الزلازل أو الانهيارات الأرضية تحت الماء.”
اكتشف فريق البحث من QUT و ANSTO وجامعة كوينزلاند وجامعة نيو ساوث ويلز وجامعة لاتروب اللحامات الدقيقة
باستخدام الأشعة السينية القوية الخاصة بـ ANSTO Australian Synchrotron.
قال الدكتور كويش:
“طور الفريق في ANSTO و QUT وجامعة La Trobe تقنيات الفحص المجهري بالأشعة السينية المتطورة في السنكروترون الأسترالي على مدار العقد الماضي
لفحص التركيب الكيميائي وهيكل المواد وصولاً إلى عشرات النانومترات”.
“ينتج السنكروترون ضوءًا أكثر سطوعًا من الشمس بمليون مرة، ويسمح لنا الفحص المجهري بالأشعة السينية برؤية الميزات التي كانت غير مرئية سابقًا.”
يقول الدكتور جونز إن “تطبيق هذه التقنيات الجديدة على أقسام من 55 مليون سنة من الحجر الجيري من الساحل الشرقي للجزيرة الشمالية لنيوزيلندا
مكننا من رؤية، لأول مرة، أن طبقات الحجر الجيري تحتوي على آلاف من طبقات ذوبان دقيقة غير مرئية عمليًا للتقنيات المجهرية الأخرى “.
وقال الدكتور شرانك إن الفريق خطط لفحص رواسب الحجر الجيري الأخرى في جميع أنحاء العالم باستخدام تقنيات السنكروترون عالية الدقة
لفهم أفضل لكيفية مساهمة الذوبان الدقيق في تبادل الكربون بين الرواسب والمحيطات.