Silicijum može uticati na mikrobne zajednice u hidrotermalnim poljima

Silicijum može uticati na mikrobne zajednice u hidrotermalnim poljima

Poslednjih godina, hidrotermalna promena olivina privukla je pažnju geologa, biologa i hemičara. Značajno utiče na fizička i hemijska svojstva okeanske litosfere i igra važnu ulogu u recikliranju isparljivih materija (kao što su voda i ugljenik) u zonama subdukcije.

Posebno, hidrotermalna promena olivina proizvodi vodonik (H2) koji je sposoban da podrži mikrobne zajednice u hidrotermalnim poljima. Međutim, kontrolni faktori za proizvodnju vodonika i brzine reakcije tokom hidrotermalne promene olivina ostaju slabo shvaćeni.

Prethodni eksperimenti su izvedeni uglavnom sa olivinom i čistim H2O ili slanim rastvorima kao početnim reaktantima. Silicijum je važna komponenta geoloških tečnosti.

Olivin u prirodnim geološkim okruženjima se obično povezuje sa mineralima koji sadrže silicijum dioksid, kao što su plagioklas, piroksen i mikrokristalni silicijum dioksid. Veza između stopa hidrotermalne promene olivina i formiranja vodonika u sistemima koji sadrže silicijum ostaje slabo ograničena.

Tim sa Instituta za okeanologiju Južnog kineskog mora, Kineska akademija nauka proučavao je reakciju olivina sa tečnostima koje sadrže silicijum dioksid na 300°C-515°C i 3,0 kbara. Silicijum u velikoj meri utiče na reakcione puteve, brzinu reakcije i proizvodnju vodonika. Rad, „Uticaj silicijum dioksida na brzinu reakcije i generisanje molekularnog vodonika (H2) tokom hidrotermalne promene olivina“, objavljen je u časopisu Science China Earth Sciences.

Sa dodatkom 10–20 tež% silicijum dioksida, stope hidrotermalne promene olivina na 300°C i 3,0 kbara se značajno smanjuju u poređenju sa kinetikom u sistemu bez silicijum dioksida, a proizvodnja vodonika postaje oko 1–2 reda veličine niža.

Na višim temperaturama (400°C–500°C i 3,0 kbar), stope hidrotermalne promene olivina se uveliko povećavaju sa prisustvom silicijum dioksida, što može biti posledica dramatičnog smanjenja Gibsove energije hidrotermalne promene olivina. Uticaj silicijum dioksida na proizvodnju vodonika na 400°C–500°C i 3,0 kbara je zanemarljiv.

Vodonik je sposoban da podrži mikrobne zajednice u hidrotermalnim poljima. Eksperimenti sugerišu da tečnosti koje sadrže silicijum mogu da utiču na mikrobne ekosisteme u hidrotermalnim poljima.