Description du projet
Des processus à l’échelle nanoscopique dans la croûte terrestre pourraient soulever des montagnes
La Terre est une planète tellurique dominée par des roches cristallines. Le flux d’eau qui s’écoule à travers ses roches est associé à des réactions qui jouent un rôle important dans différents processus, y compris la structure de la planète et le cycle du carbone. Nous aurions tendance à croire que les mécanismes de transport des fluides à travers les roches seraient mus par des propriétés et des événements macroscopiques à large échelle. Bien que ces facteurs revêtent une certaine importance, ne cibler qu’eux pourrait ne pas rendre complètement compte de la situation. Le projet nanoEARTH, financé par l’UE, examine les interactions fluide–roche à l’échelle nanoscopique, en intégrant des processus qui surviennent à l’intérieur des nanopores minéraux et en développant des modèles des processus physiques à plusieurs échelles. Les résultats du projet contribueront à placer la nanoscience à l’avant-plan et démontreront sa pertinence pour la géoscience.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
3584 CS Utrecht
Pays-Bas