【二氧化碳腐蝕的冰，科學家們說】

明道

【二氧化碳腐蝕的冰，科學家們說】

 

開裂

在大氣中的二氧化碳量已從大約不久工業革命前的280 ppm的約390 ppm。

現在在美國的研究人員已經做了原子級模擬表明，氣體濃度的增加會導致冰變得更脆，所以更有可能向上突破或破解。

雖然工作集中在微小的“納米晶體”冰，球隊相信，它可以提高我們的理解更大的結構，如冰川和冰帽的開裂。

這一結果表明，大氣中的化學成分可以是關鍵介導的運動和/或大量冰融化，全球溫度的效果之外，美國麻省理工學院（MIT）的馬庫斯比埃勒解釋。

在某種意義上說，由於二氧化碳的冰的斷裂是由於腐蝕的材料的擊穿相似，例如，一輛車，建築物或發電廠的化學製劑的咋上面的材料，慢慢惡化的結構。冰的情況下，可以發揮二氧化碳腐蝕劑的作用，並導致不穩定的結構。

冰川和冰帽覆蓋地球的7％，面積大於歐洲和北美。

它們反映了80-90％的入射的太陽輻射，並作為碳匯 - 這意味著顯著的熔融可以創建一個反饋迴路，進一步提高變暖。

打破債券

標樂，說：其他材料同樣地，大容量的冰的斷裂過程，例如冰川，通常傳播的冰晶打破水分子之間的氫鍵的單破解發起。

這些裂縫最終成長，並通過傳播和分支過大的距離，打破了整個冰川。

規模非常大的冰裂縫最近發生的松島冰川在南極洲，產生冰山的面積大小相同城市柏林。

比埃勒趙勤和他的同事利用原子模擬研究二氧化碳冰裂紋增長的效果。

他們計算出冰，含有2％的二氧化碳少強比純冰和38％不太艱難的，斷裂韌性為12.0 1/2 ，而不是KPAM 19.4 KPAM 1/2 。

比埃勒，說：這是很難單獨進行實驗來直接測量納米級的冰屬性作為二氧化碳濃度的函數。

這就是為什麼我們決定採用第一原則為基礎的原子級計算機模擬了一系列調查非常詳細的機制。

裂紋尖端分子走向

研究小組發現，二氧化碳破壞冰中的水分子之間的氫鍵，由於氣體中的氧原子的部分的負電荷被吸引到帶正電的氫原子的水。

在模擬中，二氧化碳分子附著到裂紋表面移向在裂紋尖端，水分子之間的氫鍵斷裂他們去。

如果冰蓋和冰川繼續開裂和破裂成碎片，表面暴露於空氣中的面積將顯著增加，這可能會導致地球上的加速融化，覆蓋面積大幅減少，布勒說。

這些變化的後果仍然由專家進行探討，但他們可能全球氣候變化做出貢獻。

標樂說，在這個研究中所使用的技術也被應用到研究蛋白原料和聚合物的機械性能，其結構通常是穩定的氫鍵。

對於這些結構中，我們發現，化學條件下，例如，pH值，離子濃度和離子類型，是非常重要的影響的材料的結構和機械功能，他說。

我們目前的結果，這表明，二氧化碳減少氫鍵強度在裂紋尖端，同意從我們以前的工作的結果，但我們的一個最關鍵的，豐富的，材料的理解作出了重要貢獻地球的氣候 - 冷凍水或冰。

布勒和秦報告他們的工作在物理學學報D輯：應用物理。

他們說，更多的工作需要鏈接到較大規模的冰屬性，冰川等地質結構的微觀洞察。

作者簡介

Liz Kalaugher的是environmentalresearchweb主編

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/oct/11/carbon-dioxide-corrodes-ice-say-scientists