原來你是這樣的碳！

材料牛注：說起碳，我們都再熟悉不過，它無處不在，與我們息息相關。但是你真正了解碳嗎？你知道碳在地球深處是以何種形式存在的嗎？為了研究氣候變化，科學家們就不得不研究碳——不僅僅是地球表面的碳，還有地球深處的碳。為了計算地球上究竟含有多少碳，就必須弄清楚碳究竟是以何種形式存在的。最近芝加哥大學的研究人員通過模擬地表深處的極端環境，發現地表深處的碳的存在形式與地表截然不同。

如果科學家們想要得到更加精確的氣候變化模型，就必須考慮地球的生態循環、地質循環以及大氣循環所吸收和釋放的碳。

一些研究者們正試圖弄清地表深處錯綜復雜的碳循環。一項新近發表在Science Advances期刊上的研究表明，溶解在地表深處的高壓水中的碳并不是以二氧化碳的形式存在，而是以碳酸根和碳酸氫根離子的形式存在。

科學家說這種異常現象可能是由于碳所處的地下410英里的裂縫這種極端條件所導致的。

“想要在這些極端條件下進行實驗仍然非常困難，”芝加哥大學的分子工程師Giulia Galli在一次新聞發布會上說道，“幸運的是，最近理論方面的發展和計算能力的提高使人們有希望通過分子動力學模型對極端條件下的水和碳進行研究。”

這項最新研究表明，碳在地表深處的存在形式與在地球表面截然不同。

“這項結論很重要，因為不同形式的碳可能會導致地球深處的含碳材料儲層有所不同，”喬治華盛頓大學的研究員Russell J. Hemley解釋道，“如在這項研究中進行的那些計算以及根據這些理論結果開展的新的實驗，可能是弄清地球碳含量的關鍵。”

這項新研究表明碳在深層水中以碳負離子的形式進行傳輸。科學家們現在必須應對這樣的一個現實：地球上地幔的巖石孔隙和裂縫中的水比此前認為的包含更多的離子，因此模型需要重新調整。

“碳不以分子而以離子的形式存在是一個重大轉變，”加州大學洛杉磯分校的地球科學家Craig E. Manning評論道。

目前尚不清楚這項研究會對更廣泛的碳模型產生什么影響。想要闡明深層碳循環對更大的地球化學系統的作用，需要進一步研究。

原文鏈接：How carbon gets absorbed deep underground.

文獻鏈接：The fate of carbon dioxide in water-rich fluids under extreme conditions.

本文由材料人編輯部楊樹提供素材，黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。

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