读者回复 2021 年 7 月刊

来自大众科学 2021 年 7 月刊的编辑来信

大众科学 July 2021

大众科学 2021 年 7 月刊

在岩石中封存 CO2

道格拉斯·福克斯的《阿曼的碳岩》描述了地质学家彼得·凯勒曼和其他科学家为潜在地将二氧化碳封存在地幔岩层中所做的努力。作为一名物理化学家,我在环境调查期间学习了地质学和地球化学的基础知识,这篇文章引起了我的兴趣,它讨论了可能用于加强该过程或降低成本的各种机制,包括原位和异位概念。

是否可以使用标准石油方法(如高压液体压裂)来提高地幔岩石的渗透性?海水(Kelemen 计划中已用于封存 CO2 的海水)是否可以作为这种压裂的候选物质?


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最后,海水中的钙和镁是否也会与 CO2 反应,尤其是在深度较高的压力和温度下?如果是这样,这是否会倾向于在溶液迁移很远之前“堵塞”天然或诱导的脉络?

加里·麦考恩 宾夕法尼亚州西切斯特

福克斯描述了一个自然过程,该过程将 CO2 永久石化为阿曼地幔岩石中的碳酸镁 (MgCO3) 或方解石 (CaCO3)。

每个 CO2 分子有两个氧原子,而每个 MgCO3 或 CaCO3 分子中有三个氧原子。如果大大加强所描述的过程以消除大气中的 CO2,是否有可能我们会永久“失去”过多的氧气?我们会以一种罪恶换取另一种罪恶吗?

乌苏拉·加滕曼 苏黎世

福克斯回复:关于麦考恩的来信:使用海水进行人工压裂确实有可能增强 CO2 的注入。加压“超临界”CO2 也可能是一种压裂液。

海水中天然存在的钙和镁不应增加岩石孔隙被沉淀碳酸盐堵塞的趋势。这是因为地下水中的流体已经含有钙和镁。天然碳酸化反应实际上涉及一个初始步骤,其中岩石中的这些元素溶解在富含 CO2 的水(呈酸性)中。钙和镁离子随后与 CO2 反应并沉淀回固体矿物质中。

加滕曼提出了一个有趣的问题。幸运的是,将 CO2 转化为 CO3 的反应不会消耗氧气 (O2)。相反,它们消耗已经存在于水和矿物质(如橄榄石(包括 Mg2SiO4 和 Fe2SiO4)、蛇纹石 [Mg3Si2O5(OH)4] 和水镁石 [Mg(OH)2])中的氧原子。由于这些矿物质的氧含量,粗略地说,地壳和地幔所含的氧气量是大气层的百万倍以上!

但即使我们假设封存在岩石中的碳所需的所有额外氧原子都来自空气,我们也将仅损失极少量的氧原子:将十亿公吨 CO2 矿化将消耗约 0.00003% 的地球大气层中估计的 1.2 千万亿公吨 O2。而将一万亿公吨 CO2 矿化将仅消耗约 0.03% 的氧气。

科学与“真理”

在“科学真的‘正确’吗?”[观察] 中,内奥米·奥雷斯克斯认为,科学提供的是一种发现过程,而不是提供绝对真理。

科学实际上与“正确”、“错误”、“真”或“假”无关。我对地球内部的研究工作(观察始终不完整,而且往往不是很准确)使我产生了这样一种想法,即应该根据“在一定范围内有用”来评估理论。我发现这避免了对科学提供的知识的许多困惑。

例如,艾萨克·牛顿的万有引力理论被阿尔伯特·爱因斯坦的理论所取代,但这并没有使牛顿的理论“错误”或使爱因斯坦的理论“正确”。牛顿的理论在许多情况下仍然非常有用。爱因斯坦的理论在更广泛的范围内有用:它可以更好地解释水星的轨道和黑洞。如果有一天出现比爱因斯坦的广义相对论更好的想法,或者发现与该理论不一致的观测结果,那么爱因斯坦也不会是“错误”的。

一位具有良好科学背景的医生可能比一位典型的政治家(无论多么杰出)对您的健康更有用。气候科学家的未来预测可能比一位消息不灵通的煤炭企业高管的预测更有用。另一方面,您普通的店主可能比大多数新古典主义经济学家更了解经济,后者的理论与可观察到的经济没有有用的相似之处。

杰夫·戴维斯 澳大利亚国立大学退休高级研究员

更好的枪支安全

在“患者护理必须包括枪支谈话”[论坛] 中,切坦·萨蒂亚和桑迪普·卡普尔认为,医生应该与患者谈论枪支安全。医生在与患者就运动、吸烟、药物和酒精消费以及与健康相关的饮食进行良好讨论方面装备精良。但是,他们中很少有人(包括我的医生)拥有枪支,而且大多数人对适当的枪支安全课程知之甚少。

我拥有一支枪支,并参加了面对面的安全课程,这些课程非常宝贵。如果医生更了解安全的枪支拥有资源(包括当地的安全课程),他们在这个问题上会更有效和值得信赖。对于数百万将要拥有枪支的公民来说,没有什么比良好教授的培训课程更能提高枪支安全实践了。

安德鲁·戈尔茨坦 俄勒冈州波特兰

蛋白质的新时代

您的 7 月刊非常出色。我从未如此享受阅读任何一期大众科学中的这么多文章。它们都包含重要的信息。

我特别喜欢罗文·雅各布森关于人造蛋白质的创造以及该技术在新冠疫苗开发中的应用的专题文章“生命,焕然一新”。我已将其推荐给我的四个孙女作为必读之物。其中一位是研究神经科学的研究生物学家。两位刚刚完成他们在不同大学的二年级学业,第四位明年将成为高中四年级学生。

J. P. 乌特利 通过电子邮件

毫无疑问,这是我在本杂志上读过的最引人入胜的文章,而我是一位长期订阅者。我期待后续报道,因为这显然是一个新时代的曙光。我讨厌过度使用夸张的描述,但最高级的描述在这里很合适。

斯图尔特·泰勒 澳大利亚珀斯

勘误

苏珊·科西尔的“柳枝稷清洁剂”[进展;2021 年 8 月] 应该描述其他研究人员使用植物来清理“PCBs”,而不是“PDBs”。

大众科学杂志第 325 卷第 5 期本文最初以“来信”为标题发表于 大众科学杂志 第 325 卷第 5 期 (),第 6 页
doi:10.1038/scientificamerican1121-6
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