Khoáng sản dưới lòng đất có thể là một phần của giải pháp cho biến đổi khí hậu toàn cầu. Khí nhà kính nổi tiếng nhất, carbon dioxide (CO 2 ), có thể phản ứng với một số khoáng chất được tìm thấy sâu dưới lòng đất để tạo thành cacbonat ổn định—lưu trữ CO 2 vĩnh viễn. Cơ chế lưu trữ này đã giúp điều chỉnh CO 2 một cách tự nhiên trong suốt lịch sử của Trái đất.
Arianna Morfin, sinh viên chương trình Thực tập Phát triển Lực lượng lao động cho Giáo viên và Nhà khoa học tại Cao đẳng Cộng đồng, là thành viên của nhóm nghiên cứu olivin, một loại khoáng chất quan trọng để lưu trữ carbon và là nguồn khoáng chất quan trọng tiềm năng. Tín dụng: Andrea Starr | Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương
Quá trình chuyển đổi này, được gọi là khoáng hóa cacbon, đã chứng minh là một thách thức khi triển khai trên quy mô công nghiệp. Việc biến khoáng hóa cacbon thành một quá trình khả thi, thiết thực đòi hỏi phải phát triển sự hiểu biết cơ bản về hành vi của các khoáng chất và bể chứa dự trữ đầy hứa hẹn.
Olivin là một trong những khoáng chất phong phú nhất trên Trái đất, được tìm thấy với số lượng lớn trong lớp vỏ và lớp phủ. Cấu trúc của olivin có thể kết hợp các vật liệu quan trọng như niken và coban. Nếu các vật liệu quan trọng này được giải phóng trong quá trình khoáng hóa cacbon và có thể được thu hồi, điều này sẽ tạo ra nguồn thu nhập bổ sung cho các dự án lưu trữ cacbon.
Tiềm năng phục hồi khoáng sản quan trọng này khiến các bể chứa giàu olivin trở thành mục tiêu thú vị cho quá trình khoáng hóa CO2. Nhưng việc xác định các mỏ nào có triển vọng nhất đòi hỏi phải xác định lượng các nguyên tố quan trọng mà chúng chứa. Việc xác định thành phần chính xác của olivin trong các bể chứa này có thể liên quan đến công việc phòng thí nghiệm đòi hỏi nhiều lao động, làm tăng thêm tính phức tạp cho việc thăm dò các nguồn tài nguyên mới.
Một nhóm các nhà nghiên cứu và thực tập sinh tại Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) đã phát triển một cơ sở dữ liệu mở rộng cho phép các nhà khoa học kết nối phân tích cấu trúc olivin với thành phần của nó. Thay vì yêu cầu các phép đo phức tạp, các nhà nghiên cứu có thể tận dụng mối quan hệ giữa dữ liệu nhiễu xạ tia X và thành phần hóa học để nhanh chóng tìm hiểu thêm về mẫu olivin.
Bài báo nghiên cứu được công bố trên tạp chí ACS Earth and Space Chemistry cũng được đưa lên trang bìa tạp chí.
Quin Miller, một nhà hóa học của PNNL và là đồng tác giả của bài báo cho biết: "Việc thể hiện mối quan hệ giữa cấu trúc và thành phần của olivin là điều cần thiết để thực hiện các bước tiếp theo trong việc khám phá phản ứng của olivin đối với quá trình khoáng hóa cacbon và phục hồi khoáng chất quan trọng". "Chúng tôi cũng giúp nhiều người dễ dàng xác định thành phần của olivin hơn".
Các thực tập sinh đã đóng góp vào nghiên cứu tập trung vào olivin, từ trái sang phải—Madeline Bartels, Arianna Morfin, Madeline Murchland và Heath Stanfield. Tín dụng: Shannon Colson | Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương
Thực tập sinh chiếm vị trí trung tâm
Dự án là sự hợp tác giữa đội ngũ nhân viên PNNL và thực tập sinh từ ba chương trình khác nhau của Bộ Năng lượng, bao gồm hai chương trình từ Văn phòng Phát triển Lực lượng Lao động Khoa học dành cho Giáo viên và Nhà khoa học (WDTS).
Các thực tập sinh—Arianna Morfin, Heath Stanfield, Madeline Murchland và Madeline Bartels—là một phần của chương trình Thực tập tại Cao đẳng Cộng đồng WDTS, Chương trình Thực tập tại Phòng thí nghiệm Khoa học Đại học WDTS và Chương trình Học bổng Năng lượng Mickey Leland.
"Thật đáng trân trọng ở cấp độ chuyên môn khi giúp thúc đẩy sự nghiệp của những nhà khoa học trẻ này", Todd Schaef, Quản lý Phân ngành Hệ thống Năng lượng Dưới bề mặt, đồng tác giả của bài báo, cho biết. "Nhưng những đóng góp của họ thực sự khiến toàn bộ công việc này thành công. Nếu không có họ, chúng tôi sẽ không thể tạo ra một công cụ hữu ích như vậy có thể áp dụng trên toàn thế giới".
Mặc dù thời gian thực tập của hầu hết các thực tập sinh tại PNNL rất ngắn, chỉ khoảng 10 tuần, nhưng những đóng góp của họ là rất đáng kể. "Đây thực sự là một bài báo do thực tập sinh dẫn đầu", Miller cho biết. "Việc biên soạn dữ liệu, phân tích, tạo hình và viết bản thảo đều do những nhà khoa học đầu sự nghiệp này thực hiện. Ngoài việc biên tập và tư vấn trong quá trình viết, tôi có thể để họ dẫn đầu trong việc chỉ đạo bài báo".
Nhóm đã tập hợp dữ liệu về cấu trúc và thành phần từ các bài báo đã công bố trước đó và một cơ sở dữ liệu quốc tế hiện có. Các thực tập sinh phải tìm kiếm trong các cơ sở dữ liệu hiện có, xác định các giá trị ngoại lệ hoặc trùng lặp và cập nhật thành phần hóa học dựa trên những gì được báo cáo trong tài liệu. Sau khi thu thập dữ liệu, nhóm đã làm việc để phát triển các phương trình cấu trúc-thành phần cho các loại olivin phổ biến có thành phần hóa học khác nhau.
Stanfield, hiện là cộng sự nghiên cứu sau đại học và là đồng tác giả liên hệ của bài báo, cho biết: "Các nghiên cứu trước đây đã sử dụng 60 điểm dữ liệu hoặc ít hơn để xem xét mối quan hệ giữa cấu trúc và thành phần của olivin".
"Mặc dù chúng hữu ích, nhưng chúng tập trung nhiều hơn vào các thành phần chuẩn và không xem xét tác động của các thay thế nguyên tố phổ biến. Đối với các vấn đề thực tế, việc hiểu những thay đổi nhỏ này trong thành phần là điều cần thiết vì chúng có thể có tác động lớn. Phải mất rất nhiều công sức đào sâu, nhưng chúng tôi đã tìm thấy và sử dụng gần gấp ba lần số lượng điểm dữ liệu duy nhất đó."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
