Синхротрон проливает рентгеновский свет на углеродную химию на поверхности океана

Группа химиков из Калифорнийского университета в Беркли совместно с учёными из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (LBNL) сделала прорывное открытие о поведении карбонатных частиц на поверхности солёной воды, подобной океанской. Используя рентгеновскую фотоэмиссионную спектроскопию на синхротроне Advanced Light Source, они обнаружили, что на границе раздела фаз более распространены нейтральная угольная кислота (H₂CO₃) и высокозаряженный карбонат-ион (CO₃²⁻), чем менее заряженный бикарбонат (HCO₃⁻). Эти результаты, опубликованные в The Journal of Chemical Physics, противоречат ожиданиям существующих теоретических моделей.

Это исследование имеет ключевое значение для понимания глобального углеродного цикла и разработки методов улавливания углерода (карбонатного секвестра). Поверхностные процессы, при которых CO₂ из атмосферы растворяется в океане и впоследствии может превращаться в известняк, являются центральными для этих технологий. Неожиданно высокая концентрация карбонат-иона на поверхности может указывать на его взаимодействие («ионную пару») с натрием, что меняет химию системы и требует пересмотра теоретических моделей.

«Мы хотим знать все шаги, ведущие от газообразного диоксида углерода в атмосфере к известняку», — отметил профессор Ричард Сайкалли. Следующим шагом исследователи видят изучение взаимодействия карбоната с ионами кальция и магния для прямого исследования возможностей минерального связывания CO₂.