地球深处的二氧化碳在气候变化中的作用可能比以前的假设更大

地球深处的二氧化碳在气候变化中的作用可能比以前的假设更大地球上绝大部分的碳被埋在其内部。这些深层的碳影响着地表附近的碳的形式和浓度，这反过来又会影响地质时期的全球气候。因此，评估有多少碳存在于地下数百公里的深层水库中是很重要的。"现有的研究集中在地球表面以上或接近地球表面的碳物种。然而，地球上90%以上的碳储存在地壳、地幔、甚至地核中，这一点却鲜为人知，"潘教授解释说。利用物理学中的第一原理模拟，他的团队发现，二氧化碳在地球深层碳循环中可能比以前认为的更加活跃，这在很大程度上影响了地球深层和近地层储层之间的碳传输。研究发现，将二氧化碳和水封闭在合适的纳米多孔矿物中可能会提高地下碳储存的效率。它表明，在碳捕集与封存工作中，将二氧化碳与水一起在纳米封存下变成岩石提供了一种安全的方法，可以将碳永久地封存在地下，并且返回大气的风险很低。这些发现最近发表在国际学术期刊《自然通讯》上。"将二氧化碳溶于水是一个日常过程，但它的普遍性掩盖了它的重要性。它对地球的碳循环有很大的影响，它深深地影响着地质时期的全球气候变化和人类的能源消耗，"潘教授说。"这是理解极端条件下二氧化碳水溶液不寻常的物理和化学特性的重要一步。"以前的研究集中在散装溶液中的溶解碳的特性。但是在地球深处或地下碳储存中，水溶液通常被限制在地球材料的孔隙、晶界和裂缝中的纳米级，空间限制和界面化学可能使溶液有根本的不同。含碳流体可以深达数百公里，这是不可能直接观察到的。在实验上，在地球深处发现的极端压力-温度条件下测量它们也是非常具有挑战性的。潘教授是该大学物理学和化学的副教授。该团队还包括博士生NoreStolte和RuiHou。他们进行了模拟，以研究二氧化碳在水中的反应，在纳米封存中的反应。他们将由石墨烯（石墨的一个原子层）和stishovite（一种高压SiO2晶体）纳米密封的碳溶液与溶解在散装溶液中的碳溶液进行比较，发现二氧化碳在纳米密封中的反应比在散装中更大。这项研究为研究地球深处水中更复杂的碳反应铺平了道路，例如钻石的形成、非生物基因石油的起源，甚至是深层生命。作为研究的下一步，该团队希望探索碳是否会进一步反应形成更复杂的分子，如有机物。潘教授开发并应用计算和数值方法，从第一原理理解和预测液体、固体和纳米结构的特性和行为。在高性能超级计算机的帮助下，他的团队为与可持续发展相关的紧迫和基本科学问题寻求答案，如水科学、深层碳循环和清洁能源。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337767.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337767.htm

上海实现国内首例集装箱轮排放的二氧化碳回收利用

上海实现国内首例集装箱轮排放的二氧化碳回收利用据上海洋山出入境边防检查站消息，5月1日12时，巴拿马籍“长顶”号集装箱货轮完成作业后驶离上海洋山深水港一期码头。与以往不同，除了集装箱作业任务外，本次在装卸集装箱的同时还卸下了一罐液态二氧化碳。这罐液态二氧化碳源自船舶加装的碳捕捉系统，该系统将货轮引擎工作时排放的二氧化碳进行回收液化。国内首罐液态二氧化碳的卸船标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。

中国首个海上二氧化碳封存示范工程项目投用

中国首个海上二氧化碳封存示范工程项目投用中国首个海上二氧化碳封存（CCS）示范工程项目在南中国海东部海域正式投用，开始规模化向海底地层注入二氧化碳。据财新网报道，中国海油集团星期四（6月1日）宣布上述信息。CCS是碳捕集、利用与封存（CCUS）技术中的一种，即把二氧化碳从发电、化工、炼钢等过程中分离出来，直接注入咸水层、枯竭油气层、煤床、盐床等地质体中，从而封存二氧化碳的过程。上述项目是为了封存伴随恩平15-1海上原油生产平台开采石油产生的二氧化碳。报道称，恩平15-1平台是亚洲最大的海上原油生产平台，所在油田群高峰日产原油超过7000吨，油田伴生气的二氧化碳含量达95%，若二氧化碳随原油一起被开采，不仅将增加二氧化碳排放量，还会腐蚀海上平台设施和海底管线。该项目目标是实现“岸碳入海”，即捕集陆上排放的二氧化碳，通过罐车、管道、船舶等方式输送到海洋中利用或封存。中国海油介绍，中国南部及沿海地区二氧化碳排放量高，但这些地区陆域沉积盆地面积小、分布零散，不适宜封存；而海洋碳封存具有不占用土地、远离蓄水层、海水层阻隔等优势。

古代地球气候自然机制启发下的奇思：压碎岩石能否阻止全球变暖？

古代地球气候自然机制启发下的奇思：压碎岩石能否阻止全球变暖？气温升高可能是由于火山活动加剧，大量二氧化碳随之释放到大气中造成的。气温升高持续了大约20万年。过去的全球变暖事件让人们了解到调节地球气候的自然机制，如岩石风化，它可以减少大气中的二氧化碳。如今，加强岩石风化有助于减缓气候变化，但其效果取决于当地的地质条件和粘土形成的可能性，因为粘土会抑制岩石风化过程。早在2021年，美因茨约翰内斯-古腾堡大学（JGU）的菲利普-波格-冯-斯特兰德曼（PhilipPoggevonStrandmann）教授就已经对PETM升温后最终导致全球变冷和气候恢复的影响进行了研究。简而言之：雨水与大气中的二氧化碳结合产生碳酸，导致岩石风化加剧从而释放出钙和镁。然后，河流将钙、镁和碳酸带入海洋，在海洋中，钙、镁和二氧化碳一起形成了不溶于水的石灰石。换句话说，这是一种有助于控制气候的反馈效应。斯特兰德曼说："高温加速了岩石的化学风化过程，降低了大气中的二氧化碳含量，使气候得以恢复。"在PETM发生1600万年后的中始新世气候最适宜期（MECO），气候再次变暖。虽然火山活动导致排放到大气中的二氧化碳量与PETM期间大致相同，但气候恢复稳定所需的时间要长得多。变暖效应持续了长达40万年之久，是PETM期间的两倍。为什么这一时期的恢复如此缓慢？这些图表说明了MECO期间气候、二氧化碳浓度和粘土形成的变化。资料来源：AlexanderKrause为了寻找答案，斯特兰德曼和包括第一作者AlexKrause在内的合著者开始分析4000万年前的海洋碳酸盐和粘土矿物，并将结果与5600万年前的类似例子进行比较。结果发现，正如在PETM期间一样，MECO期间的风化和侵蚀也在加剧。然而，4000万年前地球表面裸露的岩石要少得多。研究人员解释说："相反，地球被全球雨林广泛覆盖，雨林的土壤主要由粘土矿物组成。与岩石相比，粘土不会风化；事实上，它是风化的产物。"这位地球科学家指出："因此，尽管气温很高，但大面积的粘土却阻止了岩石的有效风化，这一过程被称为土壤屏蔽。"在当今世界，我们该如何利用这些知识呢？"我们研究古气候，以确定我们能否以及如何积极地影响当前的气候。其中一种方法可能是促进岩石的化学风化。为了帮助实现这一目标，我们可以在田地里耕种细碎的岩石。"斯特兰德曼说。岩石的细粒会迅速侵蚀，从而与大气中的二氧化碳结合，使气候得以恢复。像这样吸收二氧化碳的负排放技术（NET）是全球范围内正在深入研究的课题。但与此同时，如果风化过程中形成了粘土，那么这一过程的效果就会大打折扣。粘土保持住了钙和镁，否则这些物质就会流入海洋。二氧化碳会继续流入海洋，但不会被束缚在海洋中，而是可以逃回大气中。在这种情况下，风化作用对气候几乎没有影响。也就是说，如果岩石颗粒在风化过程中完全溶解，那么强化风化的概念将是100%有效的。但是，如果所有的风化物质都变成了粘土，这又会使效果完全失效。实际上，实际结果可能介于这两个极端之间：在PETM期间，岩石的侵蚀作用增强，因此气候恢复得更快，而在MECO期间，粘土的形成则占主导地位。破碎岩石的溶解程度以及其中有多少以粘土形式保存下来，取决于一系列当地因素，例如全球范围内原有的粘土和岩石含量。因此，为了确定强化风化过程是否是一种可行的方法，首先有必要了解每个潜在地点在风化过程中会形成多少粘土。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394865.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394865.htm

研究认为气候变化改变洋流 可能招致源自海洋的灾难

研究认为气候变化改变洋流可能招致源自海洋的灾难这些研究人员最近发表在《自然-气候变化》上的一项研究发现，到2100年，大西洋经向翻转环流和南方经向翻转环流的速度可能会减慢高达42%。模拟的最坏情况甚至表明，SMOC可能在2300年前完全停止。"对36个地球系统模型在一系列气候情景下的预测分析表明，不受控制的全球变暖可能导致海洋深层环流的关闭，"共同作者、UCI地球系统科学教授J.KeithMoore说。"这将是一场气候灾难，其规模类似于陆地上的冰原完全融化。"在大西洋，当温暖的水在表面向北流动时，它冷却并蒸发，使其变得更咸、更稠密。这些较重的水沉入深海，并向南前进，最终重新上升，从深海携带营养物质，成为海洋生态系统的食物基础。此外，遍布全球的海洋循环为处理大气中的二氧化碳创造了一个强大的工厂。海水和空气的基本物理和化学作用--摩尔和他的同事称之为"可溶性泵"--将二氧化碳吸入海洋。虽然海洋循环将一些碳送回了天空，但净量被封存在海洋深处。此外，浮游植物在进行光合作用和形成碳酸盐外壳时，也会产生"生物泵"。当浮游生物和较大的动物死亡时，它们会下沉，慢慢分解并将碳和营养物质释放到深处。有些会随着环流和上涌而回升，但有一部分仍然储存在海浪之下。循环的中断将减少海洋对大气中二氧化碳的吸收，加剧和延长炎热的气候条件。随着时间的推移，支持海洋生态系统的营养物质将越来越多地滞留在深海，导致全球海洋生物生产力下降。摩尔说，人类依靠溶解性泵和生物泵来帮助清除通过化石燃料燃烧、土地使用方法和其他活动排放到空气中的一些二氧化碳。分析还表明，现在减少温室气体排放可以防止未来深层循环的这种完全关闭。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343133.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343133.htm

一种廉价的成分可能会减少生产混凝土时对气候的影响

一种廉价的成分可能会减少生产混凝土时对气候的影响混凝土是由水泥和骨料混合而成的，骨料是石头和沙子等材料的颗粒状混合物。在窑中烧制石灰石、粘土和其他材料，产生我们熟悉的灰色粉末，即普通波特兰水泥（OPC）。在材料烧制时，以及在混合物受热时发生的化学反应中，会排放出二氧化碳。根据国家预拌混凝土协会的数据，每生产一磅（0.45公斤）混凝土会释放0.93磅（0.42公斤）的二氧化碳。虽然烧制过程可以从使用化石燃料修改为使用可再生能源的电力，但二氧化碳排放的第二个因素，即化学反应带来了更多挑战。当矿物混合物被加热到2552°F（1400°C）以上时，它从碳酸钙和粘土转变为熟料的混合物--主要是硅酸钙和二氧化碳。然后，这些二氧化碳逃逸到空气中。随着时间的推移，大气中的二氧化碳与混凝土中的氧化钙发生反应，在一个被称为碳化的过程中将二氧化碳矿化为碳酸钙。碳化作用与制造混凝土时发生的情况正好相反。虽然碳化使混凝土能够封存（捕获和储存）二氧化碳，但它也会削弱混凝土，特别是固化的混凝土，降低其内部碱度，导致用作加固的钢筋被腐蚀。固化是保持浇注混凝土内部水分水平的过程，这导致混凝土更坚固、更耐用、多孔性更低。麻省理工学院的一个研究小组已经设计出一种方法来解决早期阶段的二氧化碳问题，即在材料凝固之前的混凝土搅拌和浇筑过程中，通过引入一种非常便宜的成分：碳酸氢钠，又称小苏打。研究人员发现，通过添加碳酸氢钠替代品，与水泥生产有关的二氧化碳总量的15%可以在早期阶段被矿化。研究人员使用的复合材料是碳酸钙和水合硅钙的混合物，是一种全新的材料。该研究的通讯作者AdmirMasic说："这一切都非常令人兴奋，因为我们的研究通过在生产和浇注过程中纳入二氧化碳矿化的额外好处，推进了多功能混凝土的概念。"此外，"新"混凝土的凝固速度更快，而不会失去任何机械性能。研究人员说，这将使建筑业能够更快地完成工作。早期阶段的混凝土碳化并不新鲜，但麻省理工学院的发现强调了在预固化阶段封存二氧化碳的能力。Masic说："我们的新发现可以进一步与最近在开发低碳足迹的混凝土外加剂方面的其他创新结合起来，为建筑环境提供更加绿色，甚至是负碳的建筑材料，将混凝土从一个问题变成解决方案的一部分。"对这种混凝土的长期性能的研究正在进行。该研究发表在PNASNexus杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351985.htm