正如我们许多人可能回想起小学科学课上的那样，地球的碳循环是这样的：随着植物占据二氧化碳并将其转化为有机碳，它们释放了氧气BA
正如我们许多人可能回想起小学科学课上的那样，地球的碳循环类似：当植物占据二氧化碳并将其转化为有机碳时，它们将氧气释放回空气中。
在这种氧气和二氧化碳中呼吸等复杂的生命形成。当微生物在腐烂的植物中吞噬时，它们还消耗了其中的碳，它们将其转化并释放回大气中，作为二氧化碳。因此，周期继续。
在光合作用和呼吸的驱动下，地球上绝大多数碳环永久性地环。但是，有一小部分有机碳通过周期中的“泄漏”不断逃脱，其原因在很大程度上是未知的。科学家确实知道，通过这种泄漏，一定数量的碳被不断地锁定并以岩石形式保存了数亿年。
现在，来自麻省理工学院和其他地方的研究人员发现了可能导致碳缓慢而稳定的逃生路线的证据。
该小组在最近发表在《大自然》杂志上的一篇论文中报道说，有机碳正在从碳周期中泄漏出来，这主要是由于他们称为“矿物保护”的机制。在此过程中，碳，以分解的植物和浮游植物材料的分解形式，在粘土和其他矿物质的颗粒上，例如在河流或海洋的底部，并以沉积物的形式保存，并最终保存下来岩石。
矿物保护也可以解释为什么地球上有氧气：如果某些东西导致碳从碳循环中泄漏出来，这会留下更多的氧气积聚在大气中。
麻省理工学院地球，大气和行星科学系地球物理学教授丹尼尔·罗斯曼（Daniel Rothman）说：“从根本上讲，这种微小的泄漏是我们存在的原因之一。” “这就是允许氧气在地质时期积累的原因，这就是为什么有氧生物进化的原因，并且与地球上的生命历史有关。 MIT和Woods Hole海洋学机构的研究生，现在是哈佛大学的博士后，凯瑟琳·格兰特（Katherine Grant），莎拉·罗森加德（Sarah Rosengard），蒂莫西·埃格林顿（Timothy Eglinton），路易斯·德里（Louis Derry）和瓦利尔·盖里（Valier Galy）。
燃烧的污垢
科学家们为碳如何从地球周期中泄漏出来了两种主要可能性。第一个与“选择性”有关，即某些类型的有机物由于其分子构成，可能比其他有机物更难分解。基于这个想法，根据初始有机物的分子结构，已“选择”了未消耗并因此泄漏的碳。
第二种可能性涉及“可访问性”，即某些有机物从碳循环中泄漏出来，因为它通过某些次要过程使其无法访问。一些科学家认为，次要过程可能是矿物保护 – 有机碳和基于粘土的矿物之间的相互作用，它们以无法访问的，不受约束的形式将两者结合在一起。
为了测试这些机制中的哪些更好地解释了地球的碳泄漏，海明威分析了从世界各地收集的沉积物样品，每种样品都包含来自各种河流和沿海环境的有机物和矿物质。如果矿物保存确实负责锁定并在地质时间标准上锁定碳并保存碳，则海明威假设与未结合的碳相比，与粘土矿物结合的有机碳在环境中的持续时间应持续更长研究人员通过燃烧每个沉积物样品并测量在逐渐更高温度加热样品时仍保持有机碳的数量和类型来测试这一想法。他们使用海明威作为他的博士学位论文的一部分而开发的设备这样做。
海明威说：“据推测，坚持在矿物表面上的有机物在环境中会持续更长的时间。” “但是从来没有一个可以直接量化的工具。”
“击败自然过程”
最后，他们发现持续时间最长的有机物，并且经受住了最高的温度，却被粘土矿物质注定。重要的是，在一项违背选择性观念的发现中，有机物的分子结构是什么都没有关系 – 只要它必须与粘土一致，它被保存得无关紧要。
结果表明，尤其是矿物保护性，是地球泄漏的主要机制。换句话说，在世界各地，粘土矿物质正在缓慢而稳定地降低少量碳，并将其储存数千年。
海明威说：“正是这种粘土的保护似乎是机制，它似乎是一种全球连贯的现象。” “到处都是泄漏，这是一个缓慢的泄漏。当您将其整合到地质时间标准上时，它变成了碳的真正重要水槽。成千上万年的石油进入石油。在地球的地质速度下，这种碳被保存在岩石中的碳最终通过山顶隆起并逐渐侵蚀，将二氧化碳释放到大气中的速度如此之缓慢。
罗斯曼说：“我们今天用化石燃料燃烧的事情正在加快这一自然过程。” “我们将其从地面上取出并立即燃烧，我们正在改变泄漏的碳的速度，将其返回到系统中，几个数量级。”
可以利用以某种方式利用矿物保存来隔离更多的碳，以减轻化石燃料引起的气候变化？
罗斯曼说：“如果我们神奇地能够在河流或海洋中占据一小部分有机物，并将其固定在矿物上以保持1000年，它可能会有一些优势。” “这不是这项研究的重点。但是，较长的土壤可以锁定有机物，慢慢回到大气中。您可以想象，如果您可以减慢回报过程的速度，那么它可能会在10到100年中产生很大的差异。”
这项研究得到了美国宇航局和国家科学基金会的部分支持。
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