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MIT新研究可检测甲烷源头

来源:未知   作者:admin   日期:2015-03-10 16:55



    日前,来自麻省理工学院(MIT)的研究人们推出了一种全新的检测方法,可以快速、准确地分析甲烷样品,查明它们是如何形成的。这一突破能够帮助科学家们更好地理解气体在全球变暖中所发挥的作用。

    甲烷是全球变暖过程中的一股强大力量,仅次于二氧化碳。它可以长时间地在大气层内捕获热量,并且源头也多种多样,其中包括湖泊、牲畜以及天然气管道。

    MIT的最新研究旨在确定其中哪两个来源是负责所有给定气体样本的。具体来说,它的重点是确定它们是否产热或是由细菌引起的(生活在动物内脏中的微生物形成的一种代谢副产物)。

    研究人员将新方法称为可调谐红外激光吸收光谱,它主要被用于检测样本中的甲烷同位素比例。甲烷分子中多达4个氢原子结合于单个碳原子,后者可能是碳12、碳13这两种同位素之一。此外,研究发现分子中的氢也以两种形式存在,其中一个是氘,带有额外中子的同位素。

    在此过程中,研究人员们主要集中于检测那些同时含有碳13的原子和氘原子的分子,他们认为稀有分子是甲烷形成温度的一个信号,这也是分子起源的一个重要指标。

    为了检测这种分子,研发团队利用红外光谱创建了一种新方法,从而确定那些在分子内对应于运动行为的特定频率,突出不同的同位素。新方法的灵活性非常强,可以部署于各大现场。

    MIT团队将新方法付诸于实践,从多个不同地点采集了样本并对其进行研究,包括深古地下水、天然气储存器和奶牛消化道。从理论上来说,研究结果突出了不一致性,其中一组计算结果表明奶牛胃部的样本是在400℃(752°F)下形成的。

    接下来,MIT团队对数据进行了重新评估,一个新理论也随之出现,分子的碳原子和氢原子之间存在着联系点,研究人员称之为“clumpiness”,甲烷产生的速率。

    来自麻省理工学院的研究生David Wang表示,奶牛内脏产生甲烷的速度很快,每头奶牛平均每天高达500升。它们是巨大的沼气发酵罐,相对于地质过程来说,它们更倾向于生产不成群的甲烷,发生得非常缓慢。目前,研究人员们正在测量碳和氢同位素的clumpiness程度,从而了解甲烷的形成究竟有多快。

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