了解地球的碳周期对了解气候变化和生物汉人的健康有重要意义。
但科学家们尚未理解地球水库中深入的碳，例如，在水泥的水中深处，因为在这种情况下难以进行实验。
芝加哥大学Pritzker分子工程学院的研究人员和芝加哥大学的科技大学创造了一个复杂的计算机模拟，将帮助科学家在地幔条件下确定碳的浓度，这包括高达1000K的温度，高达10 GPa的压力，比地球表面大100,000倍。
这些模拟提供了一种巧妙的方式来评估测量之间的缺失链路（特别是用于在这些条件下发现水中离子的签名的振动光谱）和离子和分子浓度。该研究最近发表在自然通信的期刊上，对理解地球的碳循环具有重要意义。
“我们的计算策略将极大地促进地球地幔极端条件下的碳的数量，”乌克西哥的分子工程教授和化学教授的吉尔尼··罗利（Uchicago），也是氩气的高级科学家国家实验室和研究的作者之一。
“与世界各地的许多其他研究群体一起，我们一直是一个旨在了解地球上存在多少碳的大型项目以及如何从内部移动到地面，”前后博士生博士说乌奇西哥的研究员在加利集团的第一个作者，以及香港科技大学物理与化学助理教授。“这是建立地球上碳浓度和运动的全面图像的一步。”
更好地理解碳循环的一步
了解深层水库的碳是多少，地下的数英里很重要，因为据估计，超过90％的地球碳被埋在其内部。深碳影响表面附近的碳的形式和浓度，最终会影响全球气候变化。
遗憾的是，没有实验技术可用于在极压和温度条件下直接表征溶解在水中的碳酸盐。PAN和Galli设计了一种新的策略，将光谱结果与基于量子力学的复杂计算相结合，以确定极端条件下水中离子和分子的浓度。
通过进行这些模拟，潘和加利发现特定重要物种 - 碳酸氢盐离子的浓度已被先前使用的地球化学模型低估。他们提出了一种新的观点，当你在极端条件下溶解二氧化碳时会发生的事情。
“在压力下溶解水中的二氧化碳在水中溶解二氧化碳的确定对于了解地球内部的碳化学的影响至关重要，”加法说。“我们的研究有助于了解深度碳循环，这大大影响了地球表面附近的碳预算。”
Galli和Pan的模拟是在Compure Consure Centerat Uchicago和Deep Carbon Vistenatory计算机集群中进行的。只有加利群体界面的水和水中的离子和水中的几次研究之一。
一般仿真工具来了解水
更深入地了解水中发生的事情 - 以及溶解或悬浮在水中的物质 - 与那些固体接触的是氩气LED宏伟中心的重点。例如，在许多水系统中，一种称为污垢的现象 - 在接口时发生在固体表面上的不需要的材料的积累 - 发生在界面。
“我们面临着围绕水中的围绕水中的挑战以及构成处理，处理和治疗水的材料的界面，当然，”萨姆斯和A总监“表示PME家伙。“与实验集成的Galli的量子力学模拟，可以在理解家庭通信中所研究的碳酸盐等离子的情况下了解含水界面现象的实际差异。”
参考：“通过丁潘和朱利亚加里，2020年1月21日，自然通信，”狄临时水中碳酸盐物质形态的第一种原理方法“。
10.1038 / s41467-019-14248-1
资金：能源部，Alfred P. Sloan基金会，中国国家自然科学基金会，Croucher Foundation和Doe通过宏观。
