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Solute Isotope Fractionation during Fluid Transit

Descripción del proyecto

Isotopos de minerales disueltos arrojan luz sobre los procesos de meteorización y el ciclo del carbono

A medida que el clima de la Tierra sigue cambiando, principalmente debido al contenido en dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, cada vez es más importante comprender los procesos que afectan al ciclo del carbono. Uno de estos procesos es la carbonatación mineral, la retención de CO2 por parte de diversas fuentes minerales, que se produce cuando la lluvia ácida que contiene CO2 disuelto cae sobre rocas de silicatos. Sin embargo, se desconocen en gran medida los mecanismos reales y los factores que los afectan. El proyecto financiado con fondos europeos SIFFT investiga si la cantidad de tiempo que las rocas de silicatos están en contacto con el agua tiene un papel importante. Gracias a la combinación de datos de experimentos controlados en laboratorio y estudios de campo que utilizan nuevos trazadores isotópicos de la meteorización química de silicatos, un modelo matemático representará la variabilidad hidrológica y su efecto sobre los flujos de meteorización. El proyecto ayudará a los científicos a predecir mejor los procesos de meteorización y retención de carbono en el contexto del cambio climático.

Objetivo

The chemical dissolution (weathering) of continental silicate rocks is a crucial Earth System process that makes nutrients available to ecosystems and consumes atmospheric CO2, affecting Earth’s climate and habitability. The mechanistic controls on chemical weathering are still poorly understood, partly due to lack of integration between geochemical and hydrological concepts. Here, I propose to test a key hypothesis that silicate weathering fluxes are primarily controlled by how long water spends in contact with rocks, before being exported via rivers. To do this, I will use novel tracers of chemical silicate weathering - the stable isotope ratios of dissolved silicon (δ30Si) and lithium (δ7Li) in a project that couples controlled lab weathering experiments with a watershed-scale field study.
I will use column flow-through and batch reactor experiments to simulate in isolation the effect of variable water-rock interaction times on dissolved δ30Si and δ7Li. I will then compare these results with natural weathering observed in a study watershed, recording the response of riverine δ30Si and δ7Li to variable hydrological conditions. The water transit time variations in the watershed will be constrained using water hydrogen and oxygen isotope ratios (δD, δ18O, 3H). Finally, I will synthesize the experimental and field results to build a novel reactive transport framework that will incorporate a robust representation of hydrological variability in determining weathering fluxes and isotopic riverine signatures.
The results of this project will have important implications for our understanding of the links between climate and chemical weathering. In turn, this will enable a better prediction how nutrient and carbon cycles, driven by weathering, will respond to anthropogenic perturbation of atmospheric composition, the hydrological cycle, and natural ecosystems, which is a major European and global environmental research priority.

Coordinador

INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS
Aportación neta de la UEn
€ 184 707,84
Dirección
RUE JUSSIEU 1
75238 Paris
Francia

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Región
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 184 707,84