Ученые исследуют подземные глубины углеродного цикла Земли

В богатых водой флюидах на границе верхней мантии Земли, на глубине около 660 км, растворенный углерод существует не в форме CO₂, а в виде карбонат- и бикарбонат-ионов. К такому выводу пришли ученые из Института молекулярной инженерии Чикагского университета, смоделировав поведение CO₂ в условиях высоких давлений и температур. Результаты опубликованы 12 октября в журнале Science Advances.

Это открытие меняет представления о глубоком углеродном цикле планеты, который влияет на долгосрочные климатические изменения. Разные формы углерода могут создавать различные резервуары углеродсодержащих материалов в недрах Земли. Если CO₂ в глубинных флюидах представлен активными ионами, а не молекулами, это резко повышает химическую активность воды и ее способность переносить элементы, что критически важно для понимания массопереноса в недрах.

«Расчеты, подобные проведенным в этом исследовании, вместе с новыми экспериментами, на которые они укажут, могут стать ключом к определению того, сколько углерода содержится в планете», — отметил Рассел Дж. Хемли из Университета Джорджа Вашингтона. Исследование также показало, что в экстремальных условиях карбонат- и бикарбонат-анионы обмениваются протонами с водой за пикосекунды (одну триллионную долю секунды).