Descrizione del progetto
Un ciclo continuo: ossidazione minerale e ciclo di ossidoriduzione terrestre
Caratterizzare il flusso di anidride carbonica (CO2) e ossigeno (O2) nella nostra atmosfera e nei corpi idrici su scale temporali brevi e lunghe è fondamentale per comprendere l’evoluzione del nostro pianeta, il suo clima e le forme di vita che lo abitano. I cicli di questi elementi sono legati a molte sorgenti e pozzi diversi quali, tra i meno noti, l’ossidazione dei solfuri, come la pirite, che rimuove l’O2 dall’atmosfera e agisce da fonte di CO2. Il progetto RESpiReS, finanziato dall’UE, sta caratterizzando questo flusso allo stato attuale e nel nostro lontano passato e ci farà anche sapere se possiamo usarlo come proxy per le composizioni atmosferiche di O2 e CO2 nel tempo. I modelli risultanti del flusso di ossidazione della pirite e dei flussi atmosferici colmeranno importanti lacune nella nostra attuale conoscenza dei cicli di ossidoriduzione globali.
Obiettivo
To comprehensively reconstruct the evolution of Earth's climate, atmospheric and seawater chemical compositions, and conditions that favor the proliferation of life, it is critical to constrain all atmospheric carbon dioxide (CO2) and oxygen (O2) sources and sinks—including their dependencies on underlying environmental and geologic drivers. One major CO2 source and O2 sink remains poorly understood: oxidative weathering of sulfide minerals (e.g. pyrite) on land. In addition to driving Earth's atmospheric composition, pyrite oxidation potentially provides a quantitative proxy for recording past O2 and CO2 levels: the triple-oxygen isotope composition of sulfate. Still, three key questions remain unanswered: (i) what sets the modern-day pyrite oxidation flux, (ii) how has this flux changed over million- to hundred-million-year timescales, and (iii) do geologically preserved sulfate isotopes faithfully record past atmospheric conditions?
Here, I outline a multifaceted research program to answer these questions. This research will develop and apply novel experiments and state-of-the-art geochemical tracers to mechanistically understand pyrite oxidation and resulting sulfate isotope signatures. These results will inform theoretical, kinetic, and numerical models to quantify pyrite oxidation fluxes and atmospheric compositions throughout Earth's history—this combination of techniques is uniquely afforded by my background and expertise. Specifically, this research will: (i) constrain the electrochemical mechanism of pyrite oxidation and its isotopic consequences, (ii) assess which environmental and geologic controlling factors govern pyrite oxidation rates and fluxes, and (iii) determine how secondary redox cycling in the environment overprints sulfate isotope signatures.
An ERC Starting Grant will enable me to access the outstanding human resources and scientific infrastructure available at ETH Zürich in order to address this major open questions in modern geochemistry.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze della terra e scienze ambientali connessegeochimica
- scienze umanistichestoria e archeologiastoria
- scienze naturaliscienze chimicheelettrochimicaelettrolisi
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
8092 Zuerich
Svizzera