پژوهشگران می گویند بخش از آب دریا که در صخره های باستانی به دام افتاده است، پنجره ای را بسوی شیمی اقیانوس های گذشته باز می کند.
به گزارش ایسنا به نقل از نیو اطلس، دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ های پیشرفته و فناوری تصویربرداری برای مطالعه کیسه های کوچک مایع محبوس شده در مواد معدنی باستانی، بینش جدیدی در مورد چگونگی تغییر آب دریا در طول زمان و این که در آینده چه تغییراتی در پیش خواهد داشت، به دست آورده اند.
این پژوهش بر روی نمونه های کوچکی از آب دریا که به مدت ۳۹۰ میلیون سال محبوس مانده اند، متمرکز است که در نهایت میتوانند نه تنها زمینه های توسعه علوم آب و هوا، بلکه فرصت های جدیدی را در ذخیره سازی ایمن هیدروژن به عنوان منبع پاک انرژی ایجاد کنند.
این پیشرفت در واقع بطور تصادفی حاصل شده است. یک گروه پژوهشی از ایالات متحده و کانادا که در ابتدا نحوه شسته شدن آرسنیک از یک ماده معدنی به نام پیریت را مطالعه کردند. این بازرسی دقیق باعث شد که گروه پژوهشی، عیوب کوچکی را در نمونه های خود شناسایی کنند که سپس مشخص شد حباب های کوچکی مانند حباب هایی هستند که امکان دارد در یک سنگ قیمتی به دام افتاده باشند.
ساندرا تیلور نویسنده اول این مطالعه و دانشمند "آزمایشگاه ملی شمال غرب پاسفیک" متعلق به وزارت انرژی آمریکا می گوید: ما ابتدا به این نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی نگاه کردیم و این نوع حباب های کوچک یا ویژگی های کوچک را دیدیم و تعجب کردیم که چه هستند.
سپس گروه پژوهشی برای یافتن پاسخ هایی از جمله طیف سنجی جرمی و توموگرافی کاوشگر اتمی، به ترکیبی از ابزارها روی آوردند که آن ها را قادر می سازد ویژگی های نانومقیاس حباب را مطالعه کنند و مشخصات شیمیایی مایع را کنار هم قرار دهند. این یک گام رو به جلو برای این نوع آنالیز شیمیایی است که گروه با آن می توانست تأیید کند که این حباب حاوی آب دریا و نمک آن و دارای مجموعه ای از ویژگی ها است.
تیلور می گوید: ما کشف کردیم که می توانیم اطلاعاتی را از این ویژگی های معدنی استخراج کنیم که می تواند به اطلاع رسانی به مطالعات زمین شناسی، مانند شیمی آب دریا در دوران باستان کمک کند.
این تجزیه و تحلیل تائید کرد که آبی که به مدت ۳۹۰ میلیون سال در پیریت محبوس شده بود با شیمی یک دریای داخلی باستانی در منطقه ای که از آن منشأ گرفته بود، مطابقت دارد. این آب باستانی در شمال ایالت نیویورک از میشیگان امروزی تا انتاریو در کانادا امتداد داشته و میزبان صخره های مرجانی وسیع و کژدم های دریایی به اندازه یک وانت بوده است.
بنابراین، این یافته ها روش گروه پژوهشی را برای توصیف دقیق محتویات این نوع حباب های حاوی آب باستانی تأیید می کند که می تواند به پر کردن شکاف های بزرگ در پرونده زمین شناسی کمک کند. این ذخایر معدنی میتوانند به دانشمندان در محاسبه دمای باستانی یا سایر ویژگی های اقیانوس (Ocean) کمک کند. ضمن اینکه فراوانی نسبی پیریت در بررسی جزئیات مهم به دانشمندان خوش بینی می دهد.
دانیل گرگوری، زمین شناس دانشگاه تورنتو و یکی از رهبران این مطالعه گفت: ما از ذخایر معدنی برای تخمین دمای اقیانوس های باستانی استفاده می کنیم. ذخایر نمکی از آب دریا (هالیت) به دام افتاده در سنگ ها نسبتاً نادر هستند، بنابراین میلیون ها سال سوابق در آن ها پنهان شده است و آنچه ما در حال حاضر از آنها می دانیم بر اساس مکان هایی است که در آن هالیت یافت شده است. نمونه برداری با این روش می تواند قفل میلیون ها سال سابقه زمین شناسی را باز کند و به درک جدیدی از تغییر آب و هوایی منجر شود.
دانشمندان می گویند که این پژوهش ها علاوه بر پیشرفت در زمینه علم آب و هوا، زمینه را برای فناوری های جدیدی فراهم می کند که میتوانند بطور ایمن هیدروژن یا گازهای دیگر را در زیر زمین در مخازن زمین شناسی ذخیره کنند.
مولکول های ریز و سبکی که هیدروژن را می سازند، ذخیره سازی آن را به گازی فوق العاده دشوار تبدیل می کنند و یک سد واقعی در پذیرش گسترده آن به عنوان منبع انرژی هستند، ولی درک دقیق تعامل آن با سنگ ها می تواند به راه حل های جدیدی برای این مشکل منجر شود.
تیلور می گوید:هیدروژن بعنوان یک منبع سوخت کم کربن برای کاربردهای انرژی مختلف در حال بررسی است. این مستلزم این است که بتوانیم مقادیر زیادی هیدروژن را در مخازن زمین شناسی زیرزمینی به شکل ایمن بازیابی و ذخیره کنیم. بنابراین مهم است که بفهمیم هیدروژن چگونه با سنگ ها تعامل می کند.
وی افزود:توموگرافی کاوشگر اتمی یکی از معدود تکنیک هایی است که در آن نه تنها میتوانید اتم های هیدروژن را اندازه گیری کنید، بلکه در واقع می توانید ببینید که در کانی به کجا می رود.
او افزود: این مطالعه نشان می دهد که ترک های کوچک در مواد معدنی ممکن است تله های بالقوه برای هیدروژن باشند. بنابراین با استفاده از این تکنیک می توانیم بفهمیم در سطح اتمی چه اتفاقی می افتد و سپس به ارزیابی و بهینه سازی استراتژی های ذخیره سازی هیدروژن در زیر سطح زمین منجر می شود.
این پژوهش در مجله Earth and Planetary Science Letters منتشر شده است.
- 19
- 4
