Descripción del proyecto
Los procesos a nanoescala en la Tierra sólida podrían tener la capacidad de mover montañas
La Tierra es un planeta telúrico con predominio de rocas cristalinas. El flujo de agua a través de sus rocas está asociado a reacciones que desempeñan un importante papel en diversos procesos, incluyendo la estructura del planeta y el ciclo del carbono. La mayoría de las personas pensaría que los mecanismos de transporte del flujo de líquidos a través de las rocas están impulsados por fenómenos y propiedades macroscópicas a gran escala. Y, aunque estos sin duda son importantes, por sí solos no nos dejarían ver todo lo que esconden esos mecanismos. El proyecto financiado con fondos europeos nanoEARTH está investigando las interacciones a nanoescala entre líquidos y rocas, incorporando procesos que se producen dentro de los nanoporos de los minerales y desarrollando modelos de los procesos físicos a multiescala. Los resultados del proyecto contribuirán a situar la nanociencia a la vanguardia y destacarán su relevancia para las ciencias de la Tierra.
Objetivo
Fluid-driven mineral reactions chemically modify enormous portions of the Earth’s crystalline lithosphere. These reactions drive fluid-mediated rock transformation processes that governs the stability of mountain belts, the formation of hydrothermal mineral deposits and the sequestration of anthropogenic CO2 as well as many other processes. I propose that contrary to our current thinking, the re-actions themselves are driven by self-promoting nanoscale transport phenomena.
Existing geological frameworks lack a quantitative understanding of mechanisms that control the rates of reactive fluid-rock interaction. This is because they do not account for the pervasive influence of nanoscale dynamics on the redistribution of elements within geological materials. The nanoEARTH project will solve this by defining the predominant transport processes occurring in mineral nanopores and the dynamic behaviour of fluid-rock interaction.
To achieve the nanoEARTH aims and break through current limitations in our understanding of fluid-rock interaction, I will use my expertise in the multi-scale physics of geological processes. I will combine (1) novel nanoscale experiments that will establish transport mechanisms through natural and synthetic mineral nanopores and (2) unique in operando observations of fluid-driven mineral transformations at multiple length scales with (3) molecular-to continuum-scale transport modelling that is (4) constrained by geological observations.
Through this integrative strategy, I will deliver new knowledge to redefine how the reaction of fluids with minerals self-generates a mode of transport that mobilises elements and controls the rates of fluid-driven transformation. This will impact geoscience research well beyond the project duration and bring the nanoscience of geological processes a quantum-leap forward in defining it as an integral part of solid Earth science.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
3584 CS Utrecht
Países Bajos