美国加州,11月14日(美国):碳是地球上生命的主要成分,它不断地从生物体内转移到地壳中,然后再回到大气中。然而,直到最近,实际上很难量化这一运动。

莱斯大学的马克·托雷斯和其他人研究了从秘鲁安第斯山脉到亚马逊洪泛区的河流系统的化学成分,以阐明地球如何循环化石碳的谜团。

托雷斯与其他五个机构的合作者一起,证明了从山顶到洪泛平原的高碳分解率持续存在,因为风化和侵蚀将曾经是海底的岩石中的碳释放到大气中。

在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究中,研究人员用一种银灰色的重过渡金属铼取代了碳。了解地球在人类活动之前的自然碳循环,可以帮助我们更好地了解地球的过去,以及它是如何应对最近的气候变化的。

托雷斯说:“这项研究的目的是量化地球向大气中自然释放二氧化碳的速度,并找出这一过程在不同地理位置是否有所不同。”

传统上,理解这一过程一直具有挑战性,因为它涉及到将岩石转化为二氧化碳等气体的复杂化学反应,因此难以量化。

“这项研究使用了由罗伯特·希尔顿(Robert Hilton)和马修·德林杰(Mathieu Dellinger)开创的一项新技术,该技术依赖于一种微量元素[?]铼[?]它们被结合在化石有机物中,”托雷斯说。“当浮游生物死亡并沉入海底时,死亡的碳会发生化学反应,从而增加铼元素。”

在很长一段时间里,地质过程会导致海底的岩石被推到地球表面,因为山脉和锁在岩石中的古老碳被慢慢释放到大气中。在这个过程中,铼被留下,可以在水中测量。

与化石碳中的其他元素不同[?]如氮或磷[?]铼被植物吸收或成为其他化学或生物过程的一部分,铼相对来说是惰性的,这使它成为测量有多少碳从地壳释放到大气中的一个很好的工具。

“生物体不关心它[?]它不是一种营养物质,”托雷斯说。“它只是被动地融入河流,我们可以测量它。一个好的代理是一个只响应你试图研究的过程的代理。

“你必须对铼作为一种元素、它的化学性质和环境有很多了解,才能以这种方式解释它。在进行这些测量之前,必须进行大量的解释工作,这使我们能够说,这种元素的唯一宿主是蒸发到大气中的化石碳。”

马德雷·德·迪奥斯盆地是研究这个问题的理想地点,因为它提供了一条天然的坡度,从世界上最高的山脉之一的高度一直延伸到世界上体积最大的河流的泛滥平原。此外,在这个地点暴露的岩石类型是富含碳的页岩,托雷斯说,这正是你在这个案例中想要研究的。

托雷斯说:“莱斯大学的学生已经在我们的实验室里使用了同样的方法,所以现在我们可以进行这种测量并将其应用于其他地点。事实上,作为美国国家科学基金会资助的当前研究的一部分,我们正在南加州应用这项技术,以了解构造和气候如何影响化石碳的分解。”(ANI)