Il carbonio pirogenico è ampiamente prodotto durante la combustione incompleta di biomassa e combustibili fossili sulla terra. Circa un terzo del carbonio pirogenico viene esportato nell'oceano dai fiumi e, lì, la frazione refrattaria diventa la fonte di nerofumo oceanico che può fornire un deposito a lungo termine per la CO2 atmosferica. .
La firma chimica del nerofumo negli oceani differisce dal carbonio pirogenico nei fiumi. Nello specifico, dovrebbero esistere degradazioni sconosciute che spiegano le perdite di carbonio pirogenico o l’arricchimento di carbonio-13 del carbonio pirogenico mentre il carbonio pirogenico refrattario terrigeno transita nelle acque costiere. Svelare questo enigma è utile per verificare il ruolo del carbonio pirogenico oceanico nel tamponare il cambiamento climatico, ma deve ancora essere chiarito.
In uno studio pubblicato sul Journal of American Chemical Society , il gruppo del Prof. Wang Feng dell'Istituto di Fisica Chimica (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) e i collaboratori hanno identificato un processo di degradazione che potrebbe contribuire in modo significativo alla deposizione di 13 Carbonio pirogenico arricchito con C nei sedimenti costieri.
La superficie dell’oceano costiero ospita abbondante energia delle onde. La dissipazione dell’energia delle onde attraverso la rottura delle onde è una fonte importante di microgocce d’acqua spruzzate sulla Terra. Le microgocce d'acqua possiedono un elevato campo elettrico all'interfaccia delle microgocce, che è sufficiente per estrarre gli elettroni dagli ioni idrossido.
I ricercatori hanno scoperto che le microgocce di acqua di mare possono accoppiare questo percorso di trasferimento elettronico interfacciale con quello causato dall’elettrificazione da contatto sulle interfacce acqua-carbonio delle microgocce per accelerare la degradazione del carbonio pirogenico refrattario. Questo processo di degradazione elettrochimica può portare a un ampio frazionamento degli isotopi stabili del carbonio e tenere conto della deposizione di carbonio pirogenico refrattario.
Inoltre, i ricercatori hanno proposto un'ipotesi secondo cui la risospensione di tale carbonio pirogenico refrattario depositato potrebbe fungere da fonte di 13 Carbonio nero arricchito con C in oceano aperto. Hanno indicato che con l'intensificarsi dell'energia delle onde dovuta al riscaldamento globale di origine antropica, l'effetto chimico delle microgocce di acqua di mare nel ciclo del carbonio marino richiede maggiore attenzione.
Ulteriori informazioni: Ruolan Zhang et al, Degradazione pirogenica del carbonio mediante accoppiamento galvanico con microgocce di acqua di mare spruzzata, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c00290
Informazioni sul giornale: Giornale dell'American Chemical Society
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
