Projekt odgazowywania węgla w głębi ziemi - Deep Earth Carbon Degassing Project

Projekt Deep Earth Carbon Degasding (DECADE) to inicjatywa mająca na celu zjednoczenie naukowców z całego świata w celu poczynienia wymiernych postępów w zakresie ilościowego określania ilości węgla wygazowanego z głębokiego wnętrza Ziemi (rdzeń, płaszcz, skorupa) do środowiska powierzchniowego (np. biosfera, hydrosfera, kriosfera, atmosfera) poprzez naturalnie zachodzące procesy. DECADE to inicjatywa w ramach Deep Carbon Observatory (DCO).

Wulkany są główną drogą, w której substancje lotne o głębokich źródłach , w tym węgiel, są przenoszone z wnętrza Ziemi do środowiska powierzchniowego. Dodatkowa, choć mniej dobrze poznana ścieżka obejmuje uskoki i pęknięcia w skorupie ziemskiej, często określane jako odgazowanie tektoniczne. Kiedy po raz pierwszy utworzono DCO w 2009 r., szacunki globalnego strumienia węgla z regionów wulkanicznych wahały się od 65 do 540 mln ton rocznie, a ograniczenia dotyczące globalnego odgazowania tektonicznego były praktycznie nieznane. Rząd wielkości niepewności w obecnym wulkanicznym/tektonicznym odgazowywaniu węgla praktycznie uniemożliwia udzielenie odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące globalnego budżetu węglowego . W szczególności jedną fundamentalną niewiadomą jest to, czy węgiel przenoszony do wnętrza Ziemi na drodze subdukcji jest skutecznie zawracany z powrotem do litosfery płaszcza Ziemi , skorupy i środowiska powierzchniowego poprzez odgazowanie wulkaniczne i tektoniczne, lub czy znaczne ilości węgla są subdukowane do głębokiego płaszcza. Ponieważ znaczne ilości węgla z płaszcza są również uwalniane przez wulkanizm grzbietów śródoceanicznych , jeśli napływ i odpływ węgla w ustawieniach strefy subdukcji są w równowadze, wówczas efektem netto będzie brak równowagi w globalnym budżecie węgla, przy czym węgiel jest preferencyjnie usuwany z Głębokie wnętrze Ziemi i redystrybuowane do bardziej płytkich zbiorników, w tym litosfery płaszcza , skorupy, hydrosfery i atmosfery . Konsekwencje tego mogą oznaczać, że koncentracja węgla w środowisku powierzchniowym wzrasta w historii Ziemi, co ma istotne implikacje dla zmian klimatycznych.

Wyniki projektu DECADE pogłębią naszą wiedzę na temat sposobu, w jaki węgiel obiega głębię Ziemi, a wzorce w danych dotyczących emisji wulkanicznych mogą potencjalnie ostrzegać naukowców o zbliżającej się erupcji.

Cele projektu

Głównym celem projektu DECADE jest udoskonalenie szacunków globalnego odgazowywania dwutlenku węgla przy użyciu podejścia wielokierunkowego. W szczególności inicjatywa DECADE łączy naukowców posiadających wiedzę ekspercką w dziedzinie geochemii , petrologii i wulkanologii, aby zapewnić ograniczenia globalnego strumienia węgla wulkanicznego poprzez 1) utworzenie bazy danych składów i strumieni gazów wulkanicznych i hydrotermalnych powiązanych z EarthChem/PetDB i Smithsonian Global Volcanism Program , 2) zbudowanie globalnej sieci monitoringu w celu ciągłego pomiaru strumienia węgla wulkanicznego w 20 aktywnych wulkanach, 3) pomiar strumienia węgla odległych wulkanów, dla których obecnie nie są dostępne żadne lub tylko nieliczne dane, 4) opracowanie nowego oprzyrządowania terenowego i analitycznego dla węgla pomiary i monitorowanie strumieni oraz 5) nawiązanie formalnej współpracy z obserwatoriami wulkanów na całym świecie w celu wsparcia działań związanych z pomiarami i monitorowaniem gazów wulkanicznych.

Historia

Inicjatywa DECADE została wymyślona we wrześniu 2011 r. przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Wulkanologii i Chemii Komisji Spraw Wewnętrznych Ziemi ds. Chemii Gazów Wulkanicznych podczas 11. warsztatów terenowych. Tutaj szeroko zdefiniowano odpowiedzialność za inicjatywę i ustanowiono strukturę zarządzania. DECADE otrzymuje wsparcie finansowe od Deep Carbon Observatory, aby osiągnąć cele projektu, przy czym wsparcie jest przekazywane członkom DECADE na podstawie przedłożenia propozycji projektu oraz zewnętrznej oceny i/lub konsensusu przez Radę Dyrektorów. Wszystkie projekty są w znacznym stopniu dopasowane do źródeł finansowania od indywidualnych badaczy lub innych agencji finansujących. Inicjatywą kieruje Rada Dyrektorów, która składa się z dziewięciu członków, w tym jednego przewodniczącego i dwóch wiceprzewodniczących. Obecnie inicjatywa DECADE zrzesza około 80 członków z 13 krajów.

Osiągnięcia

Od 2020 roku główne osiągnięcia wspierane lub częściowo wspierane przez inicjatywę DECADE obejmują:

• Modyfikacja bazy danych IEDA EarthChem w celu uwzględnienia składu gazów wulkanicznych i danych o strumieniu gazu.
• Oprzyrządowanie 9 wulkanów ( Masaya Volcano , Turrialba Volcano , Poás Volcano , Nevado del Ruiz , Galeras , Villarrica (instrumenty zniszczone przez erupcję), Popocatépetl , Mount Merapi , Whakaari / White Island ) ze stałym wieloskładnikowym systemem analizatora gazu (Multi-GAS) stacje do prawie ciągłych pomiarów CO ₂ i SO ₂ oraz prawie ciągłych pomiarów strumienia SO ₂ przy użyciu miniDOAS.
• Ilościowa ocena emisji i składu gazów wulkanicznych z odległych regionów, takich jak łuki wulkaniczne Aleutów, Vanuatu i Papui-Nowej Gwinei.
• Pierwsze pomiary emisji gazów z wulkanów Mount Bromo i Anak Krakatau, Indonezja Krakatoa .
• Ustalenie zmian chemicznych gazów wulkanicznych jako prekursorów erupcji w wulkanach Poás i Turrialba w Kostaryce.
• Próbkowanie z powietrza chmur wulkanicznych pod kątem izotopów węgla i analizy za pomocą spektrometru izotopowego Delta Ray w podczerwieni.
• Oznaczanie odgazowania rozproszonego CO ₂ na Azorach.
• Kwantyfikacja globalnego CO ₂ emisji z wulkanu podczas wybuchów, pasywny odgazowania i rozproszone odgazowania

Wulkany

Następujące wulkany są obecnie monitorowane przez inicjatywę DECADE:

Mapa instalacji wulkanicznych projektu DCO DECADE

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Odgazowywanie węgla w głębi ziemi
• Earthchem/petdb Baza danych petrologicznych
• Globalny Program Wulkanizmu