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Le dioxyde de carbone peut être stocké sous le plancher océanique – ScienceDaily

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Le changement climatique est l’un des défis les plus urgents auxquels l’humanité est confrontée. Pour lutter contre ses effets potentiellement catastrophiques, les scientifiques recherchent de nouvelles technologies qui pourraient aider le monde à atteindre la neutralité carbone.

Une solution potentielle qui attire de plus en plus l’attention est le captage et le stockage du dioxyde de carbone (CO .).2) les émissions sous forme d’hydrates sous les sédiments du plancher océanique, maintenus en place par la pression naturelle créée par le poids de l’eau de mer au-dessus. Cependant, la principale question était de savoir dans quelle mesure ce dioxyde de carbone stocké serait stable.2 Il aurait les longues périodes de stockage nécessaires pour garder le carbone dans et hors de l’atmosphère.

Des chercheurs du Département de génie chimique et biomoléculaire de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont montré la toute première preuve expérimentale de la stabilité du dioxyde de carbone.2 Hydrate dans les sédiments océaniques – une étape essentielle pour faire de cette technologie de stockage du carbone une réalité.

« Il s’agit de la première preuve expérimentale de ce type qui, nous l’espérons, stimulera davantage d’activité dans le développement de cette technologie », a déclaré le professeur Praveen Linga, auteur principal de l’étude. Les découvertes de l’équipe – qui font partie d’un projet financé par le Singapore Energy Center – ont été publiées pour la première fois dans une revue scientifique Journal de génie chimique .

À l’aide d’un réacteur de laboratoire spécialement conçu, l’équipe NUS a démontré que le CO2 Les hydrates peuvent rester stables dans les sédiments océaniques jusqu’à 30 jours. À l’avenir, selon l’équipe, le même processus peut être utilisé pour vérifier la stabilité du dioxyde de carbone2 Hydrate plus longtemps.

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Pris au piège dans un matériau semblable à de la glace

À basse température et dans des conditions de haute pression générées par l’océan, le dioxyde de carbone est du CO2 Il peut être piégé à l’intérieur des molécules d’eau, formant une substance semblable à de la glace. C’est CO2 Les hydrates se forment à des températures juste au-dessus du point de congélation de l’eau et peuvent stocker jusqu’à 184 mètres cubes de dioxyde de carbone.2 Dans un mètre cube d’hydrate.

La présence et la présence sûre de grandes quantités d’hydrates de méthane dans des endroits similaires à travers le monde est une analogie naturelle pour soutenir la croyance que le dioxyde de carbone2 Les hydrates resteront stables et sûrs s’ils sont stockés dans les sédiments de l’océan profond.

L’équipe de recherche affirme que la technologie pourrait éventuellement être développée en un processus à l’échelle commerciale, permettant à des pays comme Singapour de capturer efficacement plus de deux millions de tonnes de dioxyde de carbone.2 annuellement sous forme d’hydrates pour atteindre les objectifs de réduction des émissions.

conditions du fond de l’océan

Travaillant avec des équipements spécialement conçus, le professeur Linga et son équipe ont recréé les conditions des fonds marins profonds, avec des températures allant de 2°C à 6°C et des pressions 100 fois supérieures à ce que l’on observe au niveau de la mer. La création d’un réacteur à grande échelle capable de maintenir de telles conditions a été un défi, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles les expériences ont testé la stabilité du dioxyde de carbone.2 S’hydrater n’était pas possible auparavant. L’équipe NUS a surmonté ce défi en utilisant un navire compact conçu en interne, doublé d’une couche de sable de silice, qui imite les sédiments océaniques.

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L’équipe a pu former des hydrates solides au-dessus et à l’intérieur de la couche de sable de silice et transporter le navire sous pression pour imiter les conditions océaniques afin de surveiller la stabilité du dioxyde de carbone solide formé.2 hydrates dans les sédiments. Dans des conditions de pression, les hydrates ont été observés pendant 14 à 30 jours et se sont révélés présenter un haut degré de stabilité.

Cette technologie des hydrates permettra aux pays de séquestrer de grandes quantités d’émissions de carbone dans les formations géologiques de l’océan profond en plus de la façon dont elles sont actuellement stockées dans les réserves de pétrole et de gaz épuisées et les formations de saumure. Pour des pays comme Singapour, qui s’est fixé pour objectif de devenir neutre en carbone d’ici 2050, la technologie peut être un outil important pour la réduction des émissions de CO2.2 émissions.

« Afin d’atteindre nos objectifs de neutralité carbone, nous devons envisager de nouvelles options qui offrent une échelle et une vitesse pour la séquestration du CO22. Séquestration océanique profonde dans les sédiments tels que le dioxyde de carbone2 « L’hydratation est une solution prometteuse », a déclaré le professeur Linga.

La prochaine étape pour l’équipe sera d’augmenter la taille et la durée de l’expérience.

« D’un point de vue empirique, nous prévoyons de multiplier par 10 et d’autres innovations pour développer des outils et des méthodes quantifiables pour la technologie », a déclaré le professeur Linga. À l’avenir, a-t-il déclaré, l’équipe visera bientôt à démontrer une stabilité de six mois en CO2 hydrater.

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Le financement récemment annoncé par l’équipe dans le cadre de l’initiative de financement de la recherche sur l’énergie à faible émission de carbone du gouvernement de Singapour pour développer des solutions technologiques d’énergie à faible émission de carbone de pointe soutiendra considérablement le développement de cette technologie de stockage. Avec de futures expériences prévues, l’équipe espère développer et valider des modèles capables de prédire la stabilité du dioxyde de carbone.2 Hydrate des milliers d’années dans le futur.

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La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

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La perte de la Russie est le gain du Royaume-Uni pour le spectromètre infrarouge du rover martien

Le ministre de l’Espace, Andrew Griffiths, a annoncé qu’une équipe britannique avait reçu 10 millions de livres sterling pour remplacer les composants russes du rover, qui recherchera des signes de vie sur la planète rouge.

Plus précisément, le nouveau financement permettra à une équipe – dirigée par l’Université d’Aberystwyth – de construire le spectromètre infrarouge ExoMars (ISEM) afin que la mission puisse retrouver tout son potentiel scientifique.

Le projet, financé par un montant supplémentaire de 10,7 millions de livres sterling de l’Agence spatiale britannique et dirigé par l’Université d’Aberystwyth, comprendra :

L’université galloise travaillera avec la même équipe du Mullard Space Science Laboratory de l’University College London (UCL) qui a dirigé la conception et la construction du système de caméra panoramique du rover, PanCam. Le système identifiera les minéraux, permettant au rover de forer pour obtenir des échantillons à analyser par d’autres instruments embarqués.

La machine s’appelait Enfys, ce qui signifie « arc-en-ciel » en gallois.

« Il est passionnant d’améliorer la puissance scientifique des caméras visuelles grand angle et haute résolution PanCam tout en améliorant la reconnaissance des métaux dans l’infrarouge grâce à Enfys. » Il a dit Professeur Andrew Coates (Mullard Space Science Laboratory de l’University College de Londres), chercheur principal de PanCam sur le rover Rosalind Franklin. « Notre équipe est ravie d’appliquer l’expertise de PanCam à Enfys, pour l’environnement difficile de la surface martienne. Nous attendons avec impatience la science et les opérations conjointes avec Enfys. »

La PanCam est illustrée ci-dessous.

Le Dr Matt Gunn d’Aberystwyth a déclaré : « Nous avons beaucoup appris au cours du développement et des tests de PanCam, et c’est un grand honneur pour nous de diriger une fantastique équipe de personnes qui mettront à nouveau ces connaissances en pratique pour développer un nouvel outil pour la mission. » Université, chercheur principal à Enfys.

Le Dr Gunn est représenté ci-dessus avec le nouveau spectromètre infrarouge en cours de développement, aux côtés d’un modèle grandeur nature du rover Rosalind Franklin de l’Université d’Aberystwyth.

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Construit au Royaume-Uni

A noter que le véhicule (photo) a en réalité été construit par Airbus, à Stevenage, pour le programme de l’Agence spatiale européenne. Son lancement était prévu en 2022 avant l’annulation de la coopération avec l’agence spatiale russe à la suite de l’invasion illégale de l’Ukraine.

Le Dr Paul Butt, directeur général de l’Agence spatiale britannique, a déclaré : « Le vaisseau spatial Rosalind Franklin, construit au Royaume-Uni, est véritablement une technologie de pointe aux frontières de l’exploration spatiale. » « Il est fantastique que des experts britanniques puissent également fournir un instrument clé pour cette mission, grâce au financement de l’Agence spatiale britannique.

« En plus de tirer parti de la technologie spatiale britannique de classe mondiale pour faire progresser notre compréhension de Mars et de sa capacité à héberger la vie, ce financement supplémentaire renforcera la collaboration au sein du secteur spatial et de l’économie britannique en croissance rapide. »

La dernière annonce porte l’investissement total du gouvernement dans Rosalind Franklin, par l’intermédiaire de l’Agence spatiale britannique, à 377 millions de livres sterling, a souligné le ministère britannique de la Science, de l’Innovation et de la Technologie (DSIT).

Le véhicule devait initialement être lancé en septembre 2022 depuis le Kazakhstan, mais la guerre ukraino-russe est intervenue.

Image : Université d’Aberystwyth/Équipe d’instruments Enfys

Voir également: Le rover Rosalind Franklin avance vers Mars en vue de son lancement en septembre

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L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

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L’étude a révélé que les minéraux et l’utilisation des terres déterminent le stockage du carbone dans le sol.

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Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

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Enterrez des récipients d’échantillons contenant des minéraux dans le sol. Crédit : Ingo Schoening, MPI-BGC

La séquestration du carbone dans le sol peut contribuer à l’atténuation du changement climatique, et la matière organique du sol liée aux minéraux possède la plus grande capacité à stocker le carbone. Une équipe de chercheurs, comprenant des scientifiques de l’Institut Max Planck de biogéochimie et de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg, a évalué les facteurs qui contrôlent la matière organique liée aux minéraux.

leurs études, publié dans La biologie du changement globalIl montre que même si la quantité et le taux de leur formation sont principalement contrôlés par la composition minérale, l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion influencent également la matière organique liée aux minéraux sur des échelles de temps courtes.

Le carbone organique du sol n’est pas seulement important pour la fertilité des sols et la production alimentaire, il joue également un rôle important dans le climat de la Terre puisqu’il représente environ 7 % du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère.2 Il circule dans le sol chaque année. Depuis les débuts de l’agriculture, les sols ont perdu d’importantes quantités de carbone dans l’atmosphère. Pour atténuer le changement climatique, nous devons comprendre comment éviter une perte supplémentaire de carbone et reconstituer les stocks de carbone du sol.

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Lorsque le carbone organique du sol est lié aux minéraux, sa durée de survie et sa résistance aux perturbations sont accrues. La formation de matière organique associée aux minéraux (MAOM) est donc un processus essentiel dans le cycle global du carbone. Cependant, malgré des décennies de recherche, l’impact de la composition minérale et de l’intensité de la gestion des terres sur la formation de MAOM n’a pas été résolu.

Pour combler cette lacune dans la recherche, plus de 3 500 conteneurs perméables remplis de goethite sans carbone, un représentant de l’oxyde de fer du sol, ou d’illite, un représentant du minéral argileux silicaté, ont été enterrés dans 150 forêts et 150 prairies. Les sites sont situés dans les trois zones d’étude allemandes du programme prioritaire d’infrastructures « Explorations de la biodiversité ».

Après cinq ans d’incubation souterraine, une équipe de scientifiques dirigée par De Schorn Bramble de l’Institut Max Planck de biogéochimie (MPI-BGC) à Iéna et Susanne Ulrich de l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) a analysé le contenu du conteneur. . Ils ont constaté que, quels que soient le type d’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, quatre fois plus de carbone organique s’accumulait dans la goethite que dans l’illite. Ce résultat confirme que la composition minérale est essentielle pour contrôler le taux et la quantité de formation de MAOM dans le sol.

« Une grande partie de nos connaissances sur le rôle des oxydes et des argiles silicatées dans le stockage du carbone dans le sol provient d’études en laboratoire », explique Susan. « Étant donné que ces deux groupes de minéraux interagissent dans les sols naturels, la différenciation directe de leurs rôles individuels dans la formation de MAOM n’est pas possible. .» Ulrich, Ph.D. Candidat à MLU.

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« Notre configuration expérimentale nous a permis pour la première fois de comparer directement le potentiel de stockage de carbone de ces deux groupes minéraux dans des conditions de terrain. Nos résultats montrent que ce ne sont pas les propriétés de surface qui déterminent la formation de MAOM, car les oxydes ont une surface beaucoup plus grande. Le potentiel de stockage de carbone des minéraux argileux silicatés. »  »

En raison du long temps de séjour du carbone dans les minéraux, la formation de MAOM était considérée comme relativement insensible à l’utilisation et à la gestion des terres sur des échelles de temps inférieures à plusieurs décennies. Cependant, les chercheurs ont noté dans leur étude que la formation de MAOM dans les forêts était réduite par l’intensité de la récolte et était modifiée par la sélection des espèces d’arbres. Dans les prairies, la productivité végétale ainsi que la diversité végétale ont augmenté la formation de MAOM. La productivité et la diversité végétales étaient affectées par la fertilisation, car la fertilisation augmentait la productivité végétale mais réduisait la diversité végétale.

De Schorn Bramble, candidat au doctorat au MPI-BGC explique ces nouveaux résultats contrastés : « Nous avons observé des effets significatifs de l’utilisation et de la gestion des terres sur la formation de MAOM après avoir exposé des minéraux sans carbone pendant seulement cinq ans aux conditions ambiantes du sol. Ces changements sont il est également probable qu’elle se produise dans les sols naturels. » Mais elle peut être difficile à détecter à l’aide des méthodes de mesure traditionnelles. « Nos résultats et notre approche expérimentale peuvent donc être importants pour prédire comment MAOM réagira aux activités humaines. »

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Il note que même si la composition minérale détermine le potentiel de stockage du carbone dans le sol, l’utilisation des terres affecte la mesure dans laquelle ce potentiel est réalisé. Par conséquent, il est important de mieux comprendre comment la productivité des plantes, la qualité des apports organiques et la communauté des décomposeurs interagissent dans la formation de MAOM dans le sol sous différentes gestions.

Plus d’information:
De Shorn E. Bramble et al, La composition de la matière organique liée aux métaux dans les sols tempérés est principalement contrôlée par le type de métal et est modifiée par l’utilisation des terres et l’intensité de la gestion, La biologie du changement global (2023). est ce que je: 10.1111/gcb.17024

Informations sur les magazines :
La biologie du changement global


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L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

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L’« hiver volcanique » a-t-il conduit à l’extinction des dinosaures ?

Une nouvelle étude suggère que le changement climatique provoqué par des éruptions volcaniques massives pourrait avoir finalement ouvert la voie à l’extinction des dinosaures.

Les découvertes remettent en question le récit traditionnel selon lequel seule une météorite tombant sur Terre a porté le coup final aux anciens géants.

Pour étudier dans Avancement de la science, des chercheurs de l’Université McGill ont étudié les éruptions volcaniques dans les pièges du Deccan – un vaste plateau accidenté de l’ouest de l’Inde formé de lave en fusion. Son éruption de 1 million de kilomètres cubes de roche pourrait avoir joué un rôle majeur dans le refroidissement du climat mondial il y a environ 65 millions d’années.

Ce travail a mobilisé des chercheurs du monde entier, depuis le martelage de roches dans les pièges du Deccan jusqu’à l’analyse d’échantillons en Angleterre et en Suède.

En laboratoire, les scientifiques ont estimé la quantité de soufre et de fluor injectée dans l’atmosphère par les éruptions volcaniques massives au cours des 200 000 années précédant l’extinction des dinosaures.

Remarquablement, ils ont découvert que la libération de soufre pourrait entraîner une baisse globale des températures dans le monde, un phénomène connu sous le nom d’hiver volcanique.

«Nos recherches montrent que les conditions climatiques étaient presque certainement instables, avec des hivers volcaniques fréquents qui auraient pu durer des décennies avant l’extinction des dinosaures», explique Don Baker, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill.

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« Cette instabilité aurait pu rendre la vie difficile à toutes les plantes et à tous les animaux et ouvrir la voie à un événement d’extinction des dinosaures. Nos travaux contribuent donc à expliquer cet événement d’extinction majeur qui a conduit à l’émergence des mammifères et à l’évolution de notre espèce. »

Découvrir les indices contenus dans des échantillons de roches anciennes n’a pas été une tâche facile. En fait, une nouvelle technique développée à McGill a aidé à déchiffrer l’histoire volcanique.

La technologie permettant d’estimer les émissions de soufre et de fluor – un mélange complexe de chimie et d’expériences – s’apparente un peu à la cuisson des pâtes.

« Imaginez faire des pâtes à la maison. Vous faites bouillir de l’eau, ajoutez du sel, puis les pâtes. Une partie du sel de l’eau entre dans les pâtes, mais pas beaucoup », explique Baker.

De même, certains éléments restent piégés dans les minéraux lorsqu’ils refroidissent après une éruption volcanique. Tout comme vous pouvez calculer les concentrations de sel dans l’eau dans laquelle les pâtes sont cuites en analysant le sel contenu dans les pâtes elles-mêmes, la nouvelle technique a permis aux scientifiques de mesurer le soufre et le fluor dans des échantillons de roche. Grâce à ces informations, les scientifiques ont pu calculer la quantité de ces gaz émis lors des explosions.

Les résultats représentent un pas en avant dans la reconstitution des anciens secrets de la Terre et ouvrent la voie à une approche plus éclairée du changement climatique.

source: université McGill

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