Een team van wetenschappers heeft microscopisch kleine oplosnaden ontdekt die ongeveer 10 procent van de koolstof oplossen in oude diepzeekalksteen waar het grootste deel van de koolstof in de wereld is opgeslagen.

Het onderzoeksteam, geleid door Dr. Christoph Schrank van QUT's School of Earth and Atmospheric Sciences, Dr. Michael Jones van de centrale analytische onderzoeksfaciliteit van QUT, en de Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO) synchrotron-wetenschapper Dr. Cameron Kewish, publiceerden hun bevindingen in de Natuur logboek Communicatie Aarde en Milieu .

Dr. Schrank zei dat diepzeekalksteen de afgelopen 180 miljoen jaar de grootste koolstofput van de aarde was, omdat ze het grootste deel van de koolstof van de planeet vasthielden.

"Echter, hun bijdrage aan de koolstofcyclus op lange termijn is slecht gekwantificeerd, " hij zei.

"Het meten van de hoeveelheid koolstof die wordt vastgelegd in diepzeekalksteen is van fundamenteel belang voor het begrijpen van de koolstofcyclus op de lange termijn - hoe koolstof wordt uitgewisseld tussen de atmosfeer, de oceanen, de biosfeer, en de rotsachtige botten van de aarde zelf gedurende duizenden tot miljoenen jaren."

"Wetenschappers proberen de koolstofcyclus te ontrafelen om belangrijke processen zoals klimaatverandering te begrijpen. Om dat te doen, we moeten inschatten hoeveel koolstof de kalksteen echt kan vasthouden."

Dr. Schrank zei dat ze chemische en structurele kaarten met hoge resolutie gebruikten om erachter te komen dat deze micro-oplosnaden ultradunne lagen waren waarlangs grote hoeveelheden calciumcarbonaat waren opgelost.

"Hoewel individuele micro-oplosnaden veel dunner zijn dan een mensenhaar, hun afstand is ongelooflijk dicht - de gemiddelde afstand tussen twee naden is ongeveer een haarbreedte, ' zei dokter Schrank.

"We hebben deze geometrische informatie en massabalansschattingen samengebracht om te bepalen dat de micro-oplosnaden ongeveer 10 procent van de totale koolstof van de kalksteen in ons onderzoek hebben opgelost."

"Gepubliceerde wiskundige modellen van het oplossen van kalksteen en geologisch bewijs suggereren dat dit ontbindingsproces plaatsvond binnen 10 cm tot 10 m onder het sediment gedurende 50 tot 5000 jaar."

Waar de opgeloste koolstof naartoe gaat, is nog niet met zekerheid bekend. Dr. Schrank zei dat de kalksteen die ze bestudeerden, gevormd werd in de buurt van een extreem tektonisch actief gebied voor de oostkust van het Noordereiland.

"De afgelopen 25 miljoen jaar en zelfs vandaag deze regio wordt regelmatig opgeschrikt door aardbevingen, waarvan bekend is dat ze sedimenten op de oceaanbodem opschudden."

"We stellen voor dat de opgeloste koolstof kan worden teruggegeven aan de oceaan wanneer de zeebodem wordt verstoord door aardbevingen of aardverschuivingen onder water."

Het onderzoeksteam van QUT, ANSTO, Universiteit van Queensland, Universiteit van Nieuw-Zuid-Wales, en La Trobe University ontdekte de micro-naden met behulp van de extreem krachtige röntgenstralen van de ANSTO Australian Synchrotron.

"Het team van ANSTO, QUT, en La Trobe University ontwikkelde de afgelopen tien jaar geavanceerde röntgenmicroscopietechnieken bij het Australische Synchrotron om de chemische samenstelling en structuur van materialen tot tientallen nanometers te onderzoeken, ' zei dokter Kewish.

"De synchrotron produceert licht dat meer dan een miljoen keer helderder is dan de zon, en röntgenmicroscopie stelt ons in staat om functies te zien die voorheen onzichtbaar waren."

Dr. Jones zegt dat "door deze nieuwe technieken toe te passen op delen van 55 miljoen jaar oude kalksteen van de oostkust van het Noordereiland van Nieuw-Zeeland, we konden zien, Voor de eerste keer, dat lagen kalksteen duizenden minuscule micro-oplosnaden bevatten die praktisch onzichtbaar zijn voor andere microscopische technieken."

Dr. Schrank zei dat het team van plan was om andere kalksteenafzettingen over de hele wereld te onderzoeken met synchrotrontechnieken met hoge resolutie om beter te begrijpen hoe micro-oplossing bijdraagt ​​aan de koolstofuitwisseling tussen het sediment en de oceaan.