Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Massachusetts Amherst chuyên tính toán lượng khí carbon dioxide thải ra từ suối, sông và hồ gần đây đã chứng minh rằng quá trình hóa học được gọi là "đệm cacbonat" có thể giải thích phần lớn lượng khí thải ở những vùng nước có tính kiềm cao. Hơn nữa, đệm cacbonat làm sai lệch phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để theo dõi nguồn gốc của CO 2 trong dòng.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Global Biogeochemical Cycles , đề xuất một phương pháp tốt hơn để theo dõi nguồn gốc phát thải CO 2 ven sông .
Các vùng nước nội địa, bao gồm suối, sông và hồ, thải ra khoảng 5,5 tỷ tấn CO 2 hàng năm—khoảng 15% lượng khí thải con người thải ra. Nhưng các mô hình khí hậu hiện tại gặp khó khăn trong việc tính toán lượng carbon này, Matthew Winnick, trợ lý giáo sư về Khoa học Trái đất, Địa lý và Khí hậu tại UMass Amherst và tác giả chính của bài báo, cho biết, một phần vì phần lớn lượng carbon này dường như được tạo ra một cách khó hiểu, thông qua quá trình đệm cacbonat.
Winnick nói: “Quá trình này hơi kỳ lạ”. "Nó hoạt động như một loại bể dự trữ CO 2 ẩn , bổ sung lượng carbon bị mất vào khí quyển và cuối cùng làm tăng lượng CO 2 có sẵn để thải khí ra ngoài."
Để chỉ ra cách hoạt động của bể ẩn này, Winnick và đồng tác giả của ông, Brian Saccardi, sinh viên tốt nghiệp UMass, đã xem xét các nghiên cứu tập trung vào hàm lượng carbon của đại dương. Winnick nói: “Sự đệm cacbonat là một hiện tượng thực sự nổi tiếng trong đại dương, và mặc dù đại dương hoạt động khác với các vùng nước nội địa, chúng tôi vẫn có thể mượn các phương trình địa hóa để xây dựng một loạt mô hình có thể giải thích một phạm vi rộng”. điều kiện sông suối”.
Vậy đệm cacbonat là gì? Nó bắt đầu với CO 2 - có ở khắp mọi nơi: trong không khí, trong đất và trong nước. Khi CO 2 hòa tan trong nước, nó có thể phản ứng tạo thành axit cacbonic, sau đó axit này có thể trở thành bicarbonate và cacbonat thông qua các phản ứng tiếp theo. Phản ứng này cũng có thể diễn ra theo chiều ngược lại, có nghĩa là hàm lượng bicarbonate và cacbonat cao có thể đóng vai trò là nguồn dự trữ CO 2 , thúc đẩy phát thải. Toàn bộ sự cân bằng CO 2 , nước và cacbonat này được gọi là "bộ đệm cacbonat" và trữ lượng cacbonat có thể được thải ra dưới dạng khí nhà kính từ các hệ thống dòng chảy.
Thật vậy, Winnick và Saccardi phát hiện ra rằng bể ẩn này có thể thải ra hơn 60% lượng khí thải CO 2 trong điều kiện kiềm.
Vẫn còn một thủ thuật khác mà việc đệm cacbonat có trong tay. Trong kỷ nguyên nóng lên toàn cầu, điều cực kỳ quan trọng là phải biết cả tổng lượng carbon được thải ra và lượng carbon này đến từ đâu. "Mặc dù chúng tôi không nghĩ rằng khí thải từ dòng góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, nhưng có một câu hỏi lớn là liệu lượng khí thải này có thay đổi khi khí hậu ấm lên hay không, điều này có thể làm tăng sự nóng lên trong tương lai. Để dự đoán những thay đổi, chúng ta cần biết CO2 ở đâu . " đến từ," Winnick nói.
Nhưng việc tìm ra phân tử CO 2 nào đến từ nguồn nào không phải là một việc đơn giản. Để theo dõi lượng carbon, đặc biệt là lượng carbon thải ra từ các vùng nước, các nhà khoa học thường sử dụng đồng vị carbon hoặc các dạng carbon có khối lượng khác nhau, hoạt động như một loại dấu hiệu pháp y có thể chỉ ra nguồn gốc của carbon.
Tuy nhiên, Winnick và Saccardi phát hiện ra rằng tín hiệu đồng vị trong dòng rất nhạy cảm với các phản ứng đệm cacbonat. Winnick cho biết : “Cách chính mà chúng tôi sử dụng các đồng vị để theo dõi các nguồn là thông qua mối quan hệ của chúng với nồng độ CO2 , nhưng việc đệm cacbonat khiến những mối quan hệ này bị phá vỡ”. Sự cố này có thể chỉ ra thủ phạm carbon sai nếu không được tính toán đúng cách.
Nghiên cứu mới cho thấy một cách để giải thích khả năng đệm cacbonat là đo nhiều đồng vị của cacbon. Các nhà khoa học thường chỉ tập trung vào một trong hai đồng vị đánh dấu, do chi phí phân tích cả hai cao, nhưng nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc theo dõi nguồn gốc của cả hai đồng vị có thể giúp vạch trần các nguồn CO 2 ẩn giấu .
