作為新樹木的鑽石

全球氣候變化已成為當代最嚴峻的挑戰之一。大氣中二氧化碳（CO₂）nongdudezengjiajiajulewenshixiaoying，daozhiquanqiuqiwenshenggao。jinguanzhengkemenkuakuaqitan，huanbaohuodongjiamenyebuyiyuli，danqiwenrengzaichixushangsheng。renmenzhengzaikaifachuangxinfangfalaiyingduizheyixianxiang，dandangjinrengongliyong CO₂的技術過於昂貴，隻能在非常有限的範圍內應用。不過

，在某些領域，大自然本身--更確切地說，是地球底土--tigongleyizhongjiejuefangan。yizueluosiyanjiurenyuanzuijindeyanjiufaxian，kaicaizuanshidekuangshijinboliyanshiyizhonghenhaodeeryanghuatanxishouji。zhezhongtexingzaijiagongchangyongshuijiagongkuangshishibiaoxiandelinlijinzhi。zheyifaxianbujinyoukenengjianshaotanzuji，haicushiwomenzhongxinshenshitianranzuanshiyuanshihepaoguangzuanshizaijiejuehuanjingwentifangmiandejiazhi。

什麼是金伯利岩及其開采方法

金伯利岩是一種與鑽石礦藏密切相關的火成岩。幾億年前，它在地球地幔深處 200 千米處的高壓和高溫下形成。當熔融的金伯利岩漿上升到地表時，會冷卻並形成金伯利岩管道，這些管道可以延伸到幾公裏深的地方。

這種礦物是以南非金伯利鎮的名字命名的，19 世紀在這裏發現了第一個大型寶石礦藏。在此之前，鑽石主要是從印度戈爾康達地區和巴西的衝積礦床中開采出來的。20 世紀 50 年(nian)代(dai)中(zhong)期(qi)
，蘇(su)聯(lian)發(fa)現(xian)了(le)第(di)一(yi)批(pi)金(jin)伯(bo)利(li)岩(yan)管(guan)
，當(dang)時(shi)蘇(su)聯(lian)急(ji)需(xu)可(ke)靠(kao)的(de)鑽(zuan)石(shi)來(lai)源(yuan)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)目(mu)的(de)。如(ru)今(jin)，俄(e)羅(luo)斯(si)在(zai)金(jin)伯(bo)利(li)岩(yan)開(kai)采(cai)方(fang)麵(mian)處(chu)於(yu)全(quan)球(qiu)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)。這(zhe)種(zhong)含(han)鑽(zuan)石(shi)岩(yan)石(shi)的(de)主(zhu)要(yao)礦(kuang)藏(zang)位(wei)於(yu)雅(ya)庫(ku)特(te)（西伯利亞）和俄羅斯西北部，特別是阿爾漢格爾斯克州。這裏每年加工數千萬噸金伯利岩，出產的鑽石約占世界鑽石總量的四分之一。

在zai俄e羅luo斯si，金jin伯bo利li岩yan管guan采cai用yong露lu天tian或huo地di下xia方fang式shi開kai采cai。從cong露lu天tian礦kuang或huo地di下xia礦kuang開kai采cai出chu的de有you價jia值zhi岩yan石shi被bei運yun往wang工gong廠chang，在zai那na裏li采cai用yong濕shi法fa工gong藝yi技ji術shu。礦kuang石shi用yong水shui粉fen碎sui，從cong較jiao小xiao的de碎sui石shi中zhong提ti取qu寶bao石shi。平ping均jun而er言yan
，一yi噸dun礦kuang石shi含han有you約yue一yi克ke拉la鑽zuan石shi，相xiang當dang於yu0.2克。之後，被粉碎的廢石會以濕的形式被運到被稱為尾礦坑的特殊儲存區。

雅庫特金伯利岩的獨特性質

金伯利岩屬於堿性超基性岩。除了作為鑽石來源的價值外
，它還含有多種礦物，包括橄欖石、輝hui石shi等deng，這zhe些xie礦kuang物wu都dou能neng與yu二er氧yang化hua碳tan發fa生sheng化hua學xue反fan應ying。吸xi收shou二er氧yang化hua碳tan的de關guan鍵jian機ji製zhi是shi碳tan化hua作zuo用yong，即ji二er氧yang化hua碳tan與yu金jin伯bo利li岩yan中zhong的de礦kuang物wu相xiang互hu作zuo用yong形xing成cheng穩wen定ding的de碳tan酸suan鹽yan化hua合he物wu的de過guo程cheng。原yuan始shi礦kuang物wu（如橄欖石
、輝綠岩和鱗片輝石）捕獲二氧化碳，形成鈣鎂碳酸鹽，這是地球沉積岩的基礎。這一過程使碳幾乎永遠以穩定的形式被“鎖住”。這種方法比樹木吸收二氧化碳要可靠得多，因為樹木可能會燃燒，而石灰石不會。

碳化過程的強度在很大程度上受金伯利岩中二氧化矽含量的影響：源岩中石英含量越高，與二氧化碳反應的能力就越低。相反，原始金伯利岩中橄欖石、輝綠岩和輝石等超基性礦物含量越高
，其吸收能力就越強。而這些礦物的含量又取決於金伯利岩管中的礦石在古生代中期形成以來的3億至3.5億年中保持其原始化學成分的程度。在金伯利岩管受到地下水和地表水攜帶的CO₂嚴重影響的地方，礦石的礦物成分可能會發生巨大變化（如非洲的一些鑽石礦床）

，導致今天的吸收潛力較低。然而
，在金伯利岩管長期處於相對惰性條件下的地方（如俄羅斯遠北地區）
，kuangshizuidaxiandudibaoliuleganlanshihehuilvyan。zhezhongjinboliyanguanzuixianzhudelizishiyakutedezuanshikuangchuang，zixingchengyilaideshubaiwannianzhong
，qihuaxuebianhuaweihuqiwei。

科學家們發現了什麼？

超基性岩吸收大氣中 CO₂的(de)能(neng)力(li)早(zao)已(yi)為(wei)人(ren)所(suo)知(zhi)
，科(ke)學(xue)文(wen)獻(xian)中(zhong)時(shi)不(bu)時(shi)就(jiu)會(hui)提(ti)到(dao)這(zhe)種(zhong)能(neng)力(li)。然(ran)而(er)，這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)並(bing)沒(mei)有(you)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)，就(jiu)金(jin)伯(bo)利(li)岩(yan)而(er)言(yan)，主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)勘(kan)探(tan)鑽(zuan)石(shi)礦(kuang)藏(zang)的(de)背(bei)景(jing)下(xia)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)。最(zui)近(jin)
，科(ke)學(xue)家(jia)們(men)開(kai)始(shi)探(tan)索(suo)金(jin)伯(bo)利(li)岩(yan)在(zai)促(cu)進(jin)實(shi)現(xian)環(huan)境(jing)和(he)氣(qi)候(hou)目(mu)標(biao)方(fang)麵(mian)的(de)潛(qian)力(li)。俄(e)羅(luo)斯(si)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)在(zai)這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)取(qu)得(de)的(de)進(jin)展(zhan)最(zui)大(da)
，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)對(dui)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)吸(xi)收(shou)量(liang)進(jin)行(xing)量(liang)化(hua)評(ping)估(gu)，並(bing)確(que)定(ding)有(you)助(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)吸(xi)收(shou)強(qiang)度(du)的(de)因(yin)素(su)。

2021-2023 nian，baokuomosikeguoliluomengnuosuofudaxuekexuejiazaineideyigeyanjiuxiaozuzaiyakuteheeerhangeersikediquduitongguojiagongguodejinboliyanjinxingtanhualaibuchangwenshiqitipaifangdeqianlijinxinglequanmianyanjiu。

研究的重點是從金伯利岩管道中獲取的原礦芯樣本
，以及在加工和鑽石提取後送往尾礦坑儲存的礦石加工產品。將存放在尾礦坑中1個月至10年的樣本的化學成分與從井中獲取的原礦芯樣本的化學成分進行了比較。采用了多種分析方法，包括紅外光譜、CHN元素分析、X射線衍射光譜等。研究結果表明，在數年的時間裏
，水和大氣中的 CO₂對原礦造成了化學變化。

實驗證據證實，加工後的岩石樣本中的碳化產物隻能通過在加工階段吸收大氣中的CO₂並bing隨sui後hou儲chu存cun在zai尾wei礦kuang坑keng中zhong而er形xing成cheng。實shi驗yan證zheng明ming
，這zhe種zhong反fan應ying實shi際ji上shang是shi立li即ji開kai始shi的de，即ji在zai采cai出chu的de金jin伯bo利li岩yan首shou次ci與yu空kong氣qi接jie觸chu時shi就jiu開kai始shi了le

，在zai尾wei礦kuang坑keng儲chu存cun加jia工gong過guo的de金jin伯bo利li岩yan的de第di一yi年nian吸xi收shou的de二er氧yang化hua碳tan量liang最zui大da。

科學家們認為，除了雅庫特金伯利岩的獨特性質外，還有其他一些因素增強了它們在工業加工過程中吸收二氧化碳的能力。

首shou先xian，俄e羅luo斯si加jia工gong廠chang對dui開kai采cai出chu的de礦kuang石shi進jin行xing初chu步bu處chu理li時shi，需xu要yao使shi用yong大da量liang的de大da型xing滾gun筒tong研yan磨mo機ji。由you於yu二er氧yang化hua碳tan在zai水shui中zhong的de溶rong解jie度du遠yuan高gao於yu其qi在zai空kong氣qi中zhong的de濃nong度du，因yin此ci這zhe些xie水shui可ke作zuo為wei輸shu送song二er氧yang化hua碳tan的de介jie質zhi。

其次，二氧化碳和其他氣體的溶解度取決於溫度：水越冷，溶解度越大。因此，雅庫特惡劣的氣候加速了這一過程。

對雅庫特金伯利岩的研究結果超出了最大膽的預期
，每噸加工礦石平均吸收82千克二氧化碳。這意味著
，僅一輛礦車中的礦石就足以吸收10,000人每天呼出的二氧化碳或一輛沿赤道環遊地球的汽油汽車所產生的二氧化碳。

前景

技術監督組織目前正在核實俄羅斯研究人員獲得的數據和發現。也就是說，俄羅斯金伯利岩每年有可能吸收250萬至300萬噸二氧化碳
，這比開采
、加工和生產鑽石產生的二氧化碳當量溫室氣體排放量高出1.5倍。

與全球各地申報和實施的其他CCS（碳捕集與封存）xiangmuxiangbi，jinboliyanxiangmuyinqichengbenxiaoyierjuyoujudayoushi。qitatanbujiyufengcunjishudaduoyikaojiangchaojixingyanzhongdeqitaieryanghuatanrongjiezaishuizhongbingzhuru500米深的玄武岩儲層中，從而使其礦化，這需要耗費大量能源。Orca Carbfixshiruishiqihougongchenggongsizaibingdaoshijieshangzuidadedirefadianchangsuozaidishishidezuichenggongdexiangmu
，xuyaodaliangdeyunyingfeiyong。juxiangmushejituanduicheng，eryanghuatanbuhuochengbenchaoguomeidunjibaimeiyuan，mubiao（使其具有競爭力）是每噸二氧化碳 100-150 meiyuan。youyujinboliyanhuiziranxishoueryanghuatan，xiangguanchengbenzaijingjishangshikexingde，yinweitamenshizuanshishengchandeguyouchengben。zheshidegaijishuchengweiquanqiuzuiyouqianjingdejishuzhiyi。

我們能加強對二氧化碳的吸收嗎
？

簡jian而er言yan之zhi，可ke以yi。尾wei礦kuang坑keng具ju有you吸xi收shou二er氧yang化hua碳tan的de巨ju大da潛qian力li
，因yin為wei尾wei礦kuang坑keng的de設she計ji和he目mu前qian的de用yong途tu都dou是shi為wei了le其qi他ta目mu的de。研yan究jiu人ren員yuan提ti出chu了le幾ji種zhong旨zhi在zai改gai變bian尾wei礦kuang化hua學xue和he物wu理li特te性xing的de方fang法fa。化hua學xue方fang法fa包bao括kuo根gen據ju加jia工gong的de礦kuang石shi對dui尾wei礦kuang進jin行xing分fen類lei、添加碳酸鈣（CaCO3）和尾礦澆水，而物理解決方案則是對退役尾礦坑進行疤痕處理和延遲複墾。這兩類方法都能提高對二氧化碳的吸收。

結論

eluosiyanjiurenyuandeyanjiukaiqileyihuanbaofangshiliyongziranziyuandexinjiyu。tamendeyanjiujieguozhengming，kaicaihejiagongdejinboliyanxishoueryanghuatandeqianlikenengshikaicaihezuanshishengchanguochengzhongwenshiqitipaifangliangdeshubei
，congerjiangzuanshizhuanhuaweiwanquantanzhonghedechanpin。suizhequanqiuduilvsegongyechanpindeguanzhu
，zhexieyanjiukenenghuiyanzhonggaishanquanqiuduitianranzuanshidekanfa，bingtigaoqiduixiaofeizhedejiazhi。ciwai，zhexiangyanjiuhaikenengcushiqitatongkuangheniekuangkaicaizheyanjiugezhongchaojixingyankuangwudexishouqianli。

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