Wetenschap
Onderzoekers onthullen het oceanische zwarte koolstofputeffect, aangedreven door microdruppeltjes uit zeewater
De chemische signatuur van zwarte koolstof in de oceanen verschilt van pyrogene koolstof in rivieren. Specifiek zouden er onbekende degradaties moeten bestaan die verantwoordelijk zijn voor het verlies aan pyrogene koolstof of de koolstof-13-verrijking van pyrogene koolstof, aangezien terrigene, vuurvaste pyrogene koolstof door de kustwateren stroomt. Het onthullen van dit raadsel is nuttig bij het verifiëren van de rol van pyrogene koolstof uit de oceanen bij het bufferen van de klimaatverandering, maar het moet nog worden opgehelderd.
In een studie gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society , hebben de groep van prof. Wang Feng van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) en de medewerkers een degradatieproces geïdentificeerd dat mogelijk een belangrijke bijdrage levert aan de afzetting van 13 C-verrijkte pyrogene koolstof in kustsedimenten.
Het oceaanoppervlak aan de kust herbergt een overvloed aan golfenergie. De verspreiding van golfenergie door het breken van golven is een prominente bron van microdruppeltjes water op aarde. Watermicrodruppeltjes bezitten een hoog elektrisch veld op het grensvlak van microdruppeltjes, wat voldoende is om elektronen uit hydroxide-ionen te trekken.
Onderzoekers ontdekten dat microdruppeltjes in zeewater deze grensvlak-elektronenoverdrachtsroute kunnen koppelen aan die veroorzaakt door contactelektrificatie op microdruppeltjes water-koolstofgrensvlakken om de vuurvaste pyrogene koolstofafbraak te versnellen. Dit elektrochemische afbraakproces kan leiden tot een grote fractionering van stabiele koolstofisotopen en verantwoordelijk zijn voor de afzetting van vuurvaste pyrogene koolstof.
Bovendien stelden onderzoekers een hypothese voor dat de resuspensie van dergelijke afgezette vuurvaste pyrogene koolstof zou kunnen fungeren als een bron van 13 C-verrijkte zwarte koolstof in de open oceaan. Ze gaven aan dat met de intensivering van de golfenergie als gevolg van de antropogene opwarming van de aarde het chemische effect van microdruppeltjes zeewater in de mariene koolstofcyclus meer aandacht vereist.