粉末XRD在海洋矿物学研究中的应用

一些常用的追踪气候变化和海洋酸化的方法有显著的缺点,尽管这些现象已经被研究了几十年。

例如,科学家们在测量海洋的大部分酸度时,而不是仅仅测量小水样的酸度时,受计算模型的支配;这些模型可以包含它们自己的变量和假设。

图片来源:Jacki Moonves

海水的平均pH值为8.2,这意味着它通常接近中性,但略有碱性。然而,溶解的CO可以使水变得更酸2从大气中。

随着时间的推移,物种减少或消失是对海洋生物的毁灭性影响之一,即使是海洋pH值的小幅度下降也可能造成这种影响。这意味着从整个海洋中收集准确的数据不仅是一个巨大的挑战,也是至关重要的。

洛杉矶县自然历史博物馆(NHMLAC)的Aaron Celestian博士和他在南加州大学和加州理工学院的同事们正在研究海洋酸度以获取重要数据。

celtianan是NHMLAC的矿物科学馆长,专门研究矿物的形成和相互作用,特别欧洲杯线上买球是研究它们如何影响气候变化。

他一直在研究海洋动物,以更好地理解海洋矿物的行为,特别是观察那些外壳由含碳矿物霰石和方解石构成的动物,这是碳酸钙的不同结晶形式(多态)。

通过了解这些动物外壳中矿物质的稳定性,塞莱斯坦和他的团队可以更好地了解海水酸度的波动。

根据瑟瑞斯泰的说法,用于形成贝壳和珊瑚的含碳矿物在不同程度上易受酸性水的影响。

例如,文石更容易受到低pH值的影响,因为它有9个氧原子与钙结合,使得它的键比方解石的键弱。相反,方解石的键不太可能断裂,因为它有六个氧原子与钙结合。

当镁存在于水中时,由于镁经常取代方解石中的一些钙原子,壳结构可能会轻微扭曲,使其不那么稳定。

在酸化的海洋中,贝壳和其他由文石和镁方解石构成的坚硬部分将更容易溶解,因此更脆弱

Aaron Celestian博士,洛杉矶自然历史博物馆矿物科学馆长欧洲杯线上买球

碳酸钙晶型的结构。文石(左)为斜方晶结构,方解石(右)为三角结构。图片来源:原型

为了研究这些微生物对酸性水的敏感性,需要特殊的设备。2020欧洲杯下注官网

celishan和C盘iv(碳溶解动力学)团队已经将x射线衍射(XRD)和海洋矿物学结合起来,以更全面地了解在太平洋的几次探险中获得的海水样本。

他们最近一次航行是在2017年夏天,从夏威夷穿越到阿拉斯加。

之前的研究测量了溶解碳和海洋pH值;然而,这次考察还确定了海水中碳酸盐矿物的浓度,并测量了这些矿物溶解的速率。总之,这项工作可以为了解海洋酸化随时间变化的方式提供有价值的见解。

该小组在航行中使用多芯取样器从海底收集沉积物,还使用海水泵过滤来自不同深度的水。

然后科学家们使用了原型AXRD®粉末衍射仪分析过滤样品的含量。粉末x射线衍射分析是鉴定晶体结构的理想方法,这意味着碳酸钙形态的百分比可以在不同的海洋深度沿线确定。

一个原型AXRD台式粉末衍射仪r.图片来源:Proto

研究小组通过x射线衍射(XRD)测定了水中文石与方解石的比例。在夏威夷附近采集的水样中,在更深的地方发现了稳定的文石;相反,当文石向阿拉斯加移动时,在较浅的深度处观察到文石的稳定性。他们得出的结论是,阿拉斯加水域的酸性更强,因为文石在200米深以下不稳定。

更多的公司2大气中产生的碳酸越多,海洋的pH值就越低

Aaron Celestian博士,洛杉矶自然历史博物馆矿物科学馆长欧洲杯线上买球

当海洋的pH值降低时,形成贝壳的动物将很难维持自己的结构,这迫使它们花费更多的能量来形成和修复它们的贝壳。额外的能量需求可能会导致动物失去繁殖和生存的能力,导致数量下降。

XRD是一个有用的工具,正在进行的调查矿物行为如何影响海洋酸度。

图片来源:Jacki Moonves

这些信息的来源、审查和改编来自Proto提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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    原型》2021。粉末XRD在海洋矿物学研究中的应用.AZoM, 2021年6月28日观看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20057。

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