Projekt hlubokého odplyňování uhlíku - Deep Earth Carbon Degassing Project

Odplyňování uhlíku z hluboké Země Projekt (DECADE) je iniciativou spojující vědce z celého světa s cílem dosáhnout hmatatelného pokroku při kvantifikaci množství uhlík odplyňovány z hlubokého nitra Země (jádro, plášť, kůra) do povrchového prostředí (např. biosféra, hydrosféra, kryosféra, atmosféra) přirozeně se vyskytujícími procesy. DECADE je iniciativa v rámci Deep Carbon Observatory (DCO).

Sopky jsou hlavní cestou, z níž hluboce pramení těkavé látky, včetně uhlíku, se přenášejí z vnitřku Země do povrchového prostředí.[1] Další, i když méně dobře pochopená, cesta zahrnuje poruchy a zlomeniny v zemské kůře,[2] často označované jako tektonické odplynění. Když byl v roce 2009 vytvořen DCO, odhady globálního toku uhlíku ze sopečných oblastí se pohybovaly od 65 do 540 Mt / rok,[2] a omezení globálního tektonického odplynění byla prakticky neznámá.[2] Pořadí nejistoty při současném odplyňování sopečného / tektonického uhlíku umožňuje odpovědět na základní otázky o globálním uhlíkový rozpočet prakticky nemožné. Jedna zásadní neznámá je zejména to, zda se uhlík přenáší do vnitřku Země skrz subdukce je efektivně recyklován zpět do zemského pláště litosféra, kůra a povrchové prostředí vulkanickým a tektonickým odplyněním, nebo pokud jsou do hlubokého pláště subdukovány významná množství uhlíku.[3] Protože se také uvolňuje značné množství uhlíku z pláště středooceánský hřeben vulkanismus, pokud jsou uhlíkové vstupy a výstupy v nastavení subdukční zóny v rovnováze, pak čistým efektem bude nerovnováha v globálním uhlíkovém rozpočtu, přičemž uhlík bude přednostně odstraněn z hlubokého nitra Země a přerozdělen do mělčích nádrží včetně pláště litosféra, kůra, hydrosféra a atmosféra. Důsledky toho mohou znamenat, že koncentrace uhlíku v povrchovém prostředí rostou v průběhu historie Země, což má významné důsledky pro změnu klimatu.

Zjištění z projektu DECADE zvýší naše chápání způsobu uhlíkových cyklů hlubokou Zemí a vzorce v datech o sopečných emisích by mohly vědce upozornit na hrozící erupci.[4]

Cíle projektu

Hlavním cílem projektu DECADE je zpřesnit odhady globálního odplyňování uhlíku pomocí mnohostranného přístupu. Iniciativa DECADE konkrétně spojuje vědce s odbornými znalostmi v oblasti geochemie, petrologie a vulkanologie poskytnout omezení globálního toku vulkanického uhlíku 1) vytvořením databáze složení a toků sopečných a hydrotermálních plynů spojených s EarthChem / PetDB a Smithsonianem Globální program vulkanismu 2) budování globální monitorovací sítě pro nepřetržité měření toku vulkanického uhlíku 20 aktivních sopek, 3) měření toku uhlíku vzdálených sopek, pro které nejsou v současné době k dispozici žádné nebo jen řídké údaje, 4) vývoj nových terénních a analytických přístrojů pro měření uhlíku a monitorování toku a 5) navázání formální spolupráce s observatořmi sopek po celém světě za účelem podpory měření a monitorování sopečných plynů.[5]

Dějiny

Iniciativa DECADE vznikla v září 2011 Mezinárodní asociace vulkanologie a chemie vnitra Země Komise pro chemii vulkanických plynů během 11. semináře v terénu.[6] Zde byla široce definována náplň iniciativy a vytvořena struktura řízení. DECADE získává finanční podporu od Deep Carbon Observatory za účelem splnění cílů projektu, přičemž podpora je distribuována členům DECADE na základě předložení návrhů projektu a externího přezkoumání nebo konsensu představenstva. Všechny projekty jsou významně spojeny se zdroji financování od jednotlivých vyšetřovatelů nebo jiných financujících agentur. Iniciativu vede představenstvo, které má devět členů, včetně jednoho předsedy a dvou spolupředsedů. V současné době má iniciativa DECADE přibližně 80 členů ze 13 zemí.

Úspěchy

Od roku 2020 patří mezi hlavní úspěchy podporované nebo částečně podporované iniciativou DECADE:

  • Úprava databáze IEDA EarthChem tak, aby zahrnovala složení vulkanického plynu a údaje o toku plynu.
  • Přístrojové vybavení 9 sopek (Sopka Masaya, Sopka Turrialba, Sopka Poás, Nevado del Ruiz, Galeras, Villarrica (sopka) (nástroje zničené erupcí), Popocatépetl, Mount Merapi, Whakaari / White Island ) s trvalým vícesložkový systém analyzátoru plynů (Multi-GAS) stanice pro téměř kontinuální CO2 a SO2 měření a téměř kontinuální SO2 měření toku pomocí miniDOAS.
  • Kvantifikace emisí sopečného plynu a složení ze vzdálených oblastí, jako jsou vulkanické oblouky Aleutian, Vanuatu a Papua Nová Guinea.[7]
  • První měření emisí plynu z Mount Bromo a sopky Anak Krakatau, Krakatoa Indonésie.[8][9]
  • Zavádění chemických změn sopečného plynu jako prekurzorů erupce na sopkách Poás a Turrialba v Kostarice.[10] [11]
  • Vzdušný odběr sopečných oblaků pro uhlíkové izotopy a analýzy pomocí infračerveného izotopového spektrometru Delta Ray.[12]
  • Stanovení rozptýleného CO2 odplyňování na Azorech.[13]
  • Kvantifikace globálního CO2 emise ze sopek během erupcí, pasivního odplyňování a difuzního odplyňování [14][15]

Sopky

Následující sopky jsou v současné době monitorovány iniciativou DECADE:

SopkaZeměPoznámky
Sopka MasayaNikaragua
PopocatépetlMexiko
GalerasKolumbie
Nevado del RuizKolumbie
Sopka VillarricaChileZařízení bylo zničeno Villarrica 2015 erupce.
TurrialbaKostarika
PoásKostarika
Mount MerapiIndonésie
White IslandNový Zéland

Mapa sopkových instalací projektu DCO DECADE

DCO Decade Volcano Monitoring Installations, září 2016.jpg

Reference

  1. ^ Dasgupta, R. (2013). „Zásobování, skladování a odplyňování suchozemského uhlíku v geologickém čase“. Recenze v mineralogii a geochemii. 75 (1): 183–220. Bibcode:2013RvMG ... 75..183D. doi:10,2138 / rmg.2013.75.7.
  2. ^ A b C „Hluboké emise uhlíku ze sopek, Recenze v mineralogii a geochemii: Uhlík na Zemi, 75, 323–355“ (PDF).
  3. ^ Kelemen, Peter B; Manning, Craig E (2015). „Přehodnocení toků uhlíku v subdukčních zónách, co klesá, většinou přichází“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 112 (30): E3997 – E4006. Bibcode:2015PNAS..112E3997K. doi:10.1073 / pnas.1507889112. PMC  4522802. PMID  26048906.
  4. ^ Sarah Kaplan (2016). „Sledujte puls Země se zemětřesením a erupcemi v této ohromující vizualizaci“. Washington Post. Citováno 10. října 2016.
  5. ^ „Fischer, T. P. (2013), DEEP CArbon DEgassing: The Deep Carbon Observatory DECADE Initiative, Mineralogický časopis, 77 (5), 1089“.
  6. ^ „11. polní workshop o vulkanických plynech“.
  7. ^ Allard, Patrick (2016). „Allard, P., M. Burton, GM Sawyer a P. Bani (2016), Dynasační dynamika čedičového lávového jezera u špičkového těkavého emitoru: sopka Ambrym, oblouk Vanuatu, Earth & Planetary Science Letters, 448, 69 –80 ". Dopisy o Zemi a planetách. 448: 69–80. Bibcode:2016E & PSL.448 ... 69A. doi:10.1016 / j.epsl.2016.05.014.
  8. ^ Aiuppa, A. (2015). „První stanovení emisí plynu z magmatu ze sopky Bromo ve východní Jávě (Indonésie)“ (PDF). Journal of Volcanology and Geothermal Research. 304: 206–213. Bibcode:2015JVGR..304..206A. doi:10.1016 / j.jvolgeores.2015.09.008. hdl:10447/172898.
  9. ^ Bani, Philipson (2015). "První měření produkce sopečného plynu z Anaku Krakatau v Indonésii". Journal of Volcanology and Geothermal Research. 302: 237–241. Bibcode:2015JVGR..302..237B. doi:10.1016 / j.jvolgeores.2015.07.008.
  10. ^ de Moor, J.M. (2016). „Krátkodobé prekurzory vulkanického plynu pro freatické erupce: Pohledy ze sopky Poás v Kostarice“. Dopisy o Zemi a planetách. 442: 218–227. Bibcode:2016E & PSL.442..218D. doi:10.1016 / j.epsl.2016.02.056.
  11. ^ de Moor, J. Maarten; Aiuppa, A .; Avard, G .; Wehrmann, H .; Dunbar, N .; Muller, C .; Tamburello, G .; Giudice, G .; Liuzzo, M .; Moretti, R .; Conde, V. (2016). „Turmoil at Turrialba Volcano (Costa Rica): Odplyňování a erupční procesy odvozené z vysokofrekvenčního monitorování plynu“. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 121 (8): 5761–5775. doi:10.1002 / 2016jb013150. ISSN  2169-9313.
  12. ^ Fischer, T. P. a T. M. Lopez (2016). „První vzdušné vzorky sopečného oblaku pro stanovení CO2 d13C“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 43 (7): 3272–3279. doi:10.1002 / 2016 GL068499.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  13. ^ Andrade, César (2016). „Odhad toku CO2 ze sopečného jezera Furnas (São Miguel, Azory)“. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 315: 51–64. Bibcode:2016JVGR..315 ... 51A. doi:10.1016 / j.jvolgeores.2016.02.005.
  14. ^ Fischer, Tobias P .; Arellano, Santiago; Carn, Simon; Aiuppa, Alessandro; Galle, Bo; Allard, Patrick; Lopez, Taryn; Shinohara, Hiroši; Kelly, Peter; Werner, Cynthia; Cardellini, Carlo (2019). „Emise CO2 a dalších těkavých látek ze světových subaeriálních sopek“. Vědecké zprávy. 9 (1): 18716. doi:10.1038 / s41598-019-54682-1. ISSN  2045-2322. PMC  6904619. PMID  31822683.
  15. ^ Werner, Cynthia; Fischer, Tobias P .; Aiuppa, Alessandro; Edmonds, Marie; Cardellini, Carlo; Carn, Simon; Chiodini, Giovanni; Cottrell, Elizabeth; Burton, Mike (2019), „Emise oxidu uhličitého ze subaeriálních vulkanických oblastí“, Deep Carbon, Cambridge University Press, s. 188–236, ISBN  978-1-108-67795-0

externí odkazy