Silikatverwitterung als CO2-Senke

Das Projekt ISO2CARE untersucht die chemische Verwitterung von Silikatmineralen an der Erdoberfläche und die daraus resultierende nachgeschaltete Mineralneubildung. Diesbezügliche Kenntnisse sind entscheidend, um nachzuvollziehen, wie sich Kohlenstoff über lange Zeiträume in der Umwelt verhält. Die untersuchten Mineralreaktionen ermöglichen die Konzentration und die Speicherung von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre und den Ozeanen im Wechselspiel der Veränderungen im globalen Klima zu verstehen und zu regulieren. Bei der Verwitterung von Silikaten werden Elemente freigesetzt und in die Hydrosphäre abgegeben und zudem CO2 aus der Umgebung verbraucht. Im weiteren Verlauf dieses Umsatzes kann es zur Bildung neuer, sekundärer Minerale kommen, welche die freigesetzten Elemente binden, aber auch CO2 erneut freisetzen können. Wie schnell und auf welchen komplexen Wegen diese Reaktionen genau ablaufen, ist bisher nur unzureichend verstanden. Silizium (Si) Isotope bieten eine elegante Methode, um die oben genannten Prozesse der Mineralauflösung und -bildung zu erkennen, nachzuverfolgen und zu quantifizieren. Si-Isotope unterscheiden sich zwischen festen und gelösten Formen und können daher die komplexe Kinetik und Dynamik von Mineralreaktionen in Böden, Gewässern und Ökosystemen aufzeigen insbesondere in Bezug auf ihre Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. ISO2CARE kombiniert Laborexperimente, präzise isotopenanalytische Methoden und moderne geochemische Modellierungen, um die Reaktionen der Mineralauflösung und -bildung besser zu verstehen und die jeweils effektivsten Bedingungen zu identifizieren und anzupassen. Durch die Simulation einer Vielzahl natürlicher Umgebungen, wie alpiner Räume, Böden und mariner Sedimente, sollen im Projekt die entscheidenden Parameter ermittelt werden, die letztlich die Kohlenstoffbindung in der Natur beeinflussen. Indem wir besser verstehen, wie die Wechselwirkung zwischen Silikaten und Wasser den CO2-Kreislauf der Erde steuert, können die Ergebnisse genutzt werden, um verbesserte Technologien zur Kohlenstoffspeicherung in System Erde zu entwickeln.