Forskere afslører oceanisk sort kulstofsink-effekt drevet af havvands mikrodråber

Pyrogent kulstof produceres i vid udstrækning under den ufuldstændige forbrænding af biomasse og fossile brændstoffer på land. Omkring en tredjedel af pyrogent kulstof eksporteres til havet af floder, og deri bliver den ildfaste fraktion kilden til oceanisk sort kulstof, der kan give et langsigtet dræn for atmosfærisk CO₂ .

Den kemiske signatur af sort kulstof i havene adskiller sig fra pyrogen kulstof i floder. Specifikt bør ukendte nedbrydninger, der tegner sig for tabene af pyrogen kulstof eller kulstof-13 berigelse af pyrogen kulstof, eksistere, da frygtindgydende ildfast pyrogen kulstof passerer kystvand. Afsløringen af ​​denne gåde er nyttig til at verificere den rolle, som oceanisk pyrogent kulstof spiller i buffering af klimaændringer, men det mangler stadig at blive afklaret.

I en undersøgelse offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , Prof. Wang Fengs gruppe fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) og samarbejdspartnerne har identificeret en nedbrydningsproces, der kan være en væsentlig bidragyder til aflejringen af ​​ ¹³ C-beriget pyrogen kulstof i kystsedimenter.

Den kystnære havoverflade rummer rigelig bølgeenergi. Bølgeenergispredning gennem bølgebrud er en fremtrædende kilde til sprøjtede vandmikrodråber på Jorden. Vandmikrodråber har et højt elektrisk felt ved grænsefladen mellem mikrodråber, hvilket er tilstrækkeligt til at trække elektroner ud af hydroxidioner.

Forskere fandt ud af, at havvandsmikrodråber kan koble denne grænsefladeelektronoverførselsvej med den, der er forårsaget af kontaktelektrificering ved mikrodråbevand-kulstofgrænseflader for at accelerere nedbrydning af ildfast pyrogen kulstof. Denne elektrokemiske nedbrydningsproces kan føre til en stor fraktionering af stabile kulstofisotoper og forklare aflejringen af ​​ildfast pyrogen kulstof.

Derudover foreslog forskere en hypotese om, at resuspensionen af ​​et sådant aflejret ildfast pyrogen kulstof kunne fungere som en kilde til ¹³ C-beriget sort kulstof i det åbne hav. De indikerede, at med intensivering af bølgeenergi på grund af menneskeskabt global opvarmning, kræver den kemiske effekt af havvands mikrodråber i det marine kulstofkredsløb mere opmærksomhed.

Flere oplysninger: Ruolan Zhang et al., Pyrogenic Carbon Degradation by Galvanic Coupling with Sprayed Seawater Microdroplets, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c00290

Journaloplysninger: Tidsskrift for American Chemical Society

Leveret af Chinese Academy of Sciences