讀者回復 2021 年 7 月刊

來自大眾科學 2021 年 7 月刊的編輯來信

大眾科學 July 2021

大眾科學 2021 年 7 月刊

在岩石中封存 CO2

道格拉斯·福克斯的《阿曼的碳巖》描述了地質學家彼得·凱勒曼和其他科學家為潛在地將二氧化碳封存在地幔岩層中所做的努力。作為一名物理化學家,我在環境調查期間學習了地質學和地球化學的基礎知識,這篇文章引起了我的興趣,它討論了可能用於加強該過程或降低成本的各種機制,包括原位和異位概念。

是否可以使用標準石油方法(如高壓液體壓裂)來提高地幔岩石的滲透性?海水(Kelemen 計劃中已用於封存 CO2 的海水)是否可以作為這種壓裂的候選物質?


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最後,海水中的鈣和鎂是否也會與 CO2 反應,尤其是在深度較高的壓力和溫度下?如果是這樣,這是否會傾向於在溶液遷移很遠之前“堵塞”天然或誘導的脈絡?

加里·麥考恩 賓夕法尼亞州西切斯特

福克斯描述了一個自然過程,該過程將 CO2 永久石化為阿曼地幔岩石中的碳酸鎂 (MgCO3) 或方解石 (CaCO3)。

每個 CO2 分子有兩個氧原子,而每個 MgCO3 或 CaCO3 分子中有三個氧原子。如果大大加強所描述的過程以消除大氣中的 CO2,是否有可能我們會永久“失去”過多的氧氣?我們會以一種罪惡換取另一種罪惡嗎?

烏蘇拉·加滕曼 蘇黎世

福克斯回覆:關於麥考恩的來信:使用海水進行人工壓裂確實有可能增強 CO2 的注入。加壓“超臨界”CO2 也可能是一種壓裂液。

海水中天然存在的鈣和鎂不應增加岩石孔隙被沉澱碳酸鹽堵塞的趨勢。這是因為地下水中的流體已經含有鈣和鎂。天然碳酸化反應實際上涉及一個初始步驟,其中岩石中的這些元素溶解在富含 CO2 的水(呈酸性)中。鈣和鎂離子隨後與 CO2 反應並沉澱回固體礦物質中。

加滕曼提出了一個有趣的問題。幸運的是,將 CO2 轉化為 CO3 的反應不會消耗氧氣 (O2)。相反,它們消耗已經存在於水和礦物質(如橄欖石(包括 Mg2SiO4 和 Fe2SiO4)、蛇紋石 [Mg3Si2O5(OH)4] 和水鎂石 [Mg(OH)2])中的氧原子。由於這些礦物質的氧含量,粗略地說,地殼和地幔所含的氧氣量是大氣層的百萬倍以上!

但即使我們假設封存在岩石中的碳所需的所有額外氧原子都來自空氣,我們也將僅損失極少量的氧原子:將十億公噸 CO2 礦化將消耗約 0.00003% 的地球大氣層中估計的 1.2 千萬億公噸 O2。而將一萬億公噸 CO2 礦化將僅消耗約 0.03% 的氧氣。

科學與“真理”

在“科學真的‘正確’嗎?”[觀察] 中,內奧米·奧雷斯克斯認為,科學提供的是一種發現過程,而不是提供絕對真理。

科學實際上與“正確”、“錯誤”、“真”或“假”無關。我對地球內部的研究工作(觀察始終不完整,而且往往不是很準確)使我產生了這樣一種想法,即應該根據“在一定範圍內有用”來評估理論。我發現這避免了對科學提供的知識的許多困惑。

例如,艾薩克·牛頓的萬有引力理論被阿爾伯特·愛因斯坦的理論所取代,但這並沒有使牛頓的理論“錯誤”或使愛因斯坦的理論“正確”。牛頓的理論在許多情況下仍然非常有用。愛因斯坦的理論在更廣泛的範圍內有用:它可以更好地解釋水星的軌道和黑洞。如果有一天出現比愛因斯坦的廣義相對論更好的想法,或者發現與該理論不一致的觀測結果,那麼愛因斯坦也不會是“錯誤”的。

一位具有良好科學背景的醫生可能比一位典型的政治家(無論多麼傑出)對您的健康更有用。氣候科學家的未來預測可能比一位訊息不靈通的煤炭企業高管的預測更有用。另一方面,您普通的店主可能比大多數新古典主義經濟學家更瞭解經濟,後者的理論與可觀察到的經濟沒有有用的相似之處。

傑夫·戴維斯 澳大利亞國立大學退休高階研究員

更好的槍支安全

在“患者護理必須包括槍支談話”[論壇] 中,切坦·薩蒂亞和桑迪普·卡普爾認為,醫生應該與患者談論槍支安全。醫生在與患者就運動、吸菸、藥物和酒精消費以及與健康相關的飲食進行良好討論方面裝備精良。但是,他們中很少有人(包括我的醫生)擁有槍支,而且大多數人對適當的槍支安全課程知之甚少。

我擁有一支槍支,並參加了面對面的安全課程,這些課程非常寶貴。如果醫生更瞭解安全的槍支擁有資源(包括當地的安全課程),他們在這個問題上會更有效和值得信賴。對於數百萬將要擁有槍支的公民來說,沒有什麼比良好教授的培訓課程更能提高槍支安全實踐了。

安德魯·戈爾茨坦 俄勒岡州波特蘭

蛋白質的新時代

您的 7 月刊非常出色。我從未如此享受閱讀任何一期大眾科學中的這麼多文章。它們都包含重要的資訊。

我特別喜歡羅文·雅各布森關於人造蛋白質的創造以及該技術在新冠疫苗開發中的應用的專題文章“生命,煥然一新”。我已將其推薦給我的四個孫女作為必讀之物。其中一位是研究神經科學的研究生物學家。兩位剛剛完成他們在不同大學的二年級學業,第四位明年將成為高中四年級學生。

J. P. 烏特利 透過電子郵件

毫無疑問,這是我在本雜誌上讀過的最引人入勝的文章,而我是一位長期訂閱者。我期待後續報道,因為這顯然是一個新時代的曙光。我討厭過度使用誇張的描述,但最高階的描述在這裡很合適。

斯圖爾特·泰勒 澳大利亞珀斯

勘誤

蘇珊·科西爾的“柳枝稷清潔劑”[進展;2021 年 8 月] 應該描述其他研究人員使用植物來清理“PCBs”,而不是“PDBs”。

大眾科學雜誌第 325 卷第 5 期本文最初以“來信”為標題發表於 大眾科學雜誌 第 325 卷第 5 期 (),第 6 頁
doi:10.1038/scientificamerican1121-6
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