토양에 첨가된 올리빈의 용해: 강화된 풍화의 함의

규산염 광물의 화학 풍화는 대기 중 CO2를 소비하며, 지구화학적 순환 및 기후 시스템의 기본 요소입니다. 이러한 풍화의 인위적 가속화(“강화된 풍화”)는 최근 대륙 표면에 미세 규산염 물질을 추가하여 인위적인 기후 변화를 완화하는 방법으로 제안되었습니다. 탄소 순환에서 이러한 개입의 효능은 발생하는 광물 용해 속도에 크게 의존하지만, 이러한 속도는 여전히 불확실합니다. 유역 규모 조사에서 결정된 용해 속도는 일반적으로 실험실 연구에서 유도된 동역학 정보로 예측된 속도보다 몇 배 느립니다. 여기서는 현장 사이트에서 실험실로 반환된 토양 기둥을 사용하여 이 관측 불일치를 해소하기 위한 실험실 흐름 통과 용해 실험의 결과를 제시합니다. 우리는 이러한 기둥 중 하나의 상단에 추가된 올리빈의 용해 속도를 제한하면서, 토양 환경에 고유한 복잡성을 대부분 유지했습니다. 토양 기둥 상단에 물을 지속적으로 추가하고, 기저에서 배출되는 물의 원소 조성을 분석하는 데 5개월이 걸렸으며, 실험 전후에 토양의 고형물 및 용해 가능 조성도 평가되었습니다. 화학 결과는 올리빈 용해로부터의 Mg2+의 명확한 방출을 나타내며, 대조군과 비교하여 올리빈 용해 속도를 10−16.4에서 10−15.5 moles(Mg) cm−2 s−1 사이로 추정할 수 있습니다. 측정은 토양 내 2차 광물 형성도 평가할 수 있게 해주며, Mg2+의 중요한 2차 흡수는 발생하지 않았음을 시사합니다. 올리빈 용해 속도는 순수한 실험실 및 현장 연구의 중간 지점에 해당하며, 토양 프로파일 심화 또는 광물 먼지 또는 화산재의 토양 표면 추가와 같은 자연 환경에서의 풍화 과정에 유용한 제약을 제공합니다. 용해 속도는 예상되는 표면적 및 에너지 요구 사항을 포함하여 강화된 풍화를 평가하는 데 중요한 정보를 제공합니다.