Piikkinahkaisten osuutta hiilen kiertokulussa on aliarvioitu

Merenpohjaan sedimentoituvat kuolleet merieläimet vaikuttavat merkittävästi ilmakehän hiilidioksiditaseeseen.

”Piikkinahkaisten muodostama hiilinielu pitäisi ottaa huomioon ilmastomalleissa”, sanoo tutkimusta Southamptonissa toimivassa National Oceanography Centressä johtanut Mario Lebrato.

Kalkkikuoriset eläimet keräävät hiiltä merivedestä kasvattaessaan itselleen tukirankaa kalsiumkarbonaatin kaltaisista epäorgaanisista mineraaleista. Piikkinahkaiset sisältävät merkittäviä määriä epäorgaanista hiiltä. Kun ne kuolevat ja vajoavat pohjaan, osa kalkkikuorien sisältämästä hiilestä vapautuu takaisin meriveteen. Osa hautautuu sedimentteihin ja jää sinne mittaamattomiksi ajoiksi.

Lebraton tutkimus on NOCS:n mukaan ensimmäinen arvio meritähtien, merikurkkujen, merisiilien, merililjojen ja muiden piikkinahkaisten vaikutuksesta merenpohjan karbonaattitaseeseen. Tutkimus arvioi, että piikkinahkaiset poistavat kierrosta yli 100 000 000 tonnia hiiltä vuodessa.

Määrä on pienempi kuin koko meren biologinen hiilen tuotanto, jonka tutkijat arvioivat 600 000 000 tonnista jopa 1 800 000 000 hiilitonniin vuodessa.

Piikkinahkaisten sisältämästä hiilestä kuitenkin varastoituu suurempi osa sedimentteihin kuin esimerkiksi planktoniin kuuluvista yksisoluisista huokoseläimistä.

Tähän asti on uskottu, että juuri huokoseläimillä on suurin merkitys niin sanotussa biologisessa hiilipumpussa, jossa kalsiumkarbonaattia varastoituu merivedestä pohjasedimentteihin.

Lebraton mukaan hiilen kiertokulku merivedessä ymmärretään vielä huonosti ja siihen liittyy suuria epävarmuuksia. Asiaa on syytä selvittää ja merieläimet on otettava mukaan tietokonelaskelmiin, joilla mallinnetaan ilmastonmuutosta.

Meriveteen liukeneva hiilidioksidi happamoittaa vettä, minkä seurauksena on pelätty, että kalkkikuoristen eläinten tukiranka liukenee ja nämä eläimet tuhoutuvat.

Lebrato painottaa, että eri piikkinahkaislajit reagoivat meriveden happamoitumiseen eri tavoin, ja meriveden lämpötilan nousu vaikuttaa prosessiin vähintään yhtä paljon kuin liuenneen hiilidioksidin määrä. Vielä ei tiedetä, mikä lopputulos on meren hiilinielun kannalta.

”Meren hiilinielulla on ollut avainrooli Maan historiassa, ja se on yhä tärkeä”, Lebrato toteaa NOCS:n internet-sivulla.

Tutkimuksessa oli mukana myös Southamptonin yliopisto.

Nykyisin Lebrato on siirtynyt Leibnizin meritieteen instituuttiin Saksaan.

Lähde: T&T

 

Ennuste: Tämä mineraali on 58 % timanttia kovempaa ja maailman kovin aine

Timanttia hyvin läheisesti muistuttava mineraali, lonsdaleiitti, saattaa olla puhtaana jopa 58 prosenttia timanttia kovempaa, kertoo tuore tietokonemallinnus. Mikäli näin on, materiaali olisi kovin mistään tunnettu aine – huomattavasti kovempi kuin timantinkaltainen hiili (dlc).

Kuva: Lonsdaleiitin rakenne – tekniikkatalous.fi

Painaumakovuuden numeerinen arvo on Physorg-sivuston uutisen mukaan 152 gigapascalia. Kokeellisesti kovuutta ei ole ollut mahdollista testata, sillä puhtaita lonsdaleiittikiteitä ei ole vielä löydetty eikä valmistettu riittävän suurina.

Luonnossa lonsdaleiittia esiintyy harvinaisena, mutta toisin kuin timantin tapauksessa, sen kovuus on erittäin herkkä pienille määrille epäpuhtauksia.

Tutkimuksen tekijät, Zichen Pan Jiaotongin yliopistosta Shanghaista sekä Changfeng Chen Nevadan yliopistosta, mallinsivat myös boorinitridiä, joka on kiteytynyt wurtziitti-rakenteen mukaan. Tämän mineraalin he ennakoivat olevan 18 prosenttia timanttia kovempaa.

Kahdesta superkovasta aineesta tutkijat arvelevat jälkimmäisen olevan hyödyllisempää leikkaus- ja hiontasovelluksissa, mikäli materiaaleja joskus kyetään valmistamaan teollisessa määrin. Syynä tähän on sen parempi kemiallinen kestävyys korkeissa lämpötiloissa. Tutkijoiden raportti on julkaistu Physical Review Letters -lehdessä.

Hiuksenhieno ero timanttiin

Lonsdaleiitti, kuten timanttikin, on hiilen allotrooppi, jossa kukin atomi yhdistyy yksinkertaisella kovalenttisella sidoksella neljään naapuriatomiin. Nämä kaksi ainetta kuitenkin erottaa niiden kolmiulotteinen kiderakenne: lonsdaleiitti tunnetaan myös heksagonisena timanttina, kun timantti itse on kuutiollisesti kiteytynyt.

Rakenteiden eroa havainnollistaa – ainakin kemistille – se, että timantin ja lonsdaleiitin voi ajatella muodostuvan päällekkäin sijaitsevista atomikerroksista. Kukin kerros koostuu hyvin suuresta määrästä yhteensulautuneita sykloheksaanirunkoja.

Lonsdaleiitissa nämä tasot sijaitsevat toistensa päällä siten, että rungot ovat vaakasuunnassa samassa kohdassa. Kuitenkin sykloheksaanille ominaiset mutkat ylös ja alas osuvat vastakkain.

Timantissa taas naapuritasojen rungot sijaitsevat toistensa kanssa vaakasuunnassa limittäin. Kuitenkin yhden tason erottamat kaksi tasoa sijaitsevat timantissa taas samassa kohtaa.

Sen enempää Physorg kuin asiasta myös uutisoinut New Scientist eivät selvittäneet, miksi lonsdaleiitti on luonnossa niin paljon harvinaisempaa kuin timantti.

Lähde: T&T