Een team van Washington University in St. Louis onderzocht of synthetisch diamantstof geschikt is voor stratosferische aerosolinjectie (SAI), een voorgestelde vorm van zonale geo-engineering die het koelende effect van vulkaanuitbarstingen wil nabootsen. Omdat sulfaatdeeltjes bekende nadelen hebben, zochten de wetenschappers naar alternatieve deeltjes die zonlicht reflecteren met minder bijwerkingen.
De onderzoekers bestudeerden nanodiamanten die worden geproduceerd met detonatiesynthese, de meest economische methode voor grootschalige productie. Bij die methode ontstaat diamantroet door een koolstofhoudend mengsel in een metalen kamer te laten exploderen. Simulaties op basis van eerst-principes lieten zien dat detonatiemateriaal onvermijdelijk resterende koolstofverontreinigingen bevat (typisch 1–5% naar massa) en dat hoge-temperatuurdetonatie sp2-gehybridiseerde koolstof kan introduceren die een harde koolstofschil rond een diamantkern vormt.
Die koolstofhoudende onzuiverheden verhogen de lichtabsorptie in plaats van de reflectie; de onderzoekers vonden dat onzuiverheden het lichtverstrooiende effect van het materiaal met maximaal 25% kunnen verminderen. Eerder onderzoek schatte dat jaarlijks ongeveer 5 million tons diamantdeeltjes nodig zouden zijn om de planeet met 1.6 degrees Celsius te koelen met behulp van hoogvliegende vliegtuigen. De nieuwe studie concludeert dat detonatiegesynthetiseerde nanodiamanten waarschijnlijk meer warmte absorberen dan zij weerkaatsen, waardoor ze een slechte keuze voor SAI zijn.
De bevindingen zijn gepubliceerd in Journal of Aerosol Science. Coauteurs zijn onder meer Rajan Chakrabarty (Professor of Engineering), universitair hoofddocent Rohan Mishra en postdoctoraal onderzoekers Joshin Kumar, Gwan-Yeong Jung en Taveen Kapoor, allen verbonden aan de McKelvey School of Engineering. Het werk maakte gebruik van een 2024-beurs van de Simons Foundation International en van rekenmiddelen uit toewijzing DMR160007 via het ACCESS-programma, ondersteund door de National Science Foundation. Chakrabarty benadrukt dat het onderzoeken van onzuiverheden cruciaal is, omdat verontreinigingen de reflectiviteit kunnen veranderen, ozonvernietiging kunnen katalyseren of atmosferische feedbacks kunnen veroorzaken die de koeling verminderen en milieurisico's vergroten.
Moeilijke woorden
- stratosferisch — betrekking hebbend op de hoge luchtlagen boven de troposfeerstratosferische
- aerosolinjectie — het inspuiten van deeltjes in de bovenlucht
- detonatiesynthese — productiemethode waarbij explosies materiaal omzetten
- nanodiamant — zeer kleine diamantdeeltjes op nanometerschaalnanodiamanten
- sp2-gehybridiseerd — koolstofstructuur met sp2-type bindingen tussen atomensp2-gehybridiseerde
- onzuiverheid — aanwezigheid van ongewenste stoffen of verontreinigingonzuiverheden
- lichtverstrooiend — dat licht in verschillende richtingen verspreidt of terugstuurtlichtverstrooiende
- ozonvernietiging — vernietiging van de ozonlaag door chemische reacties
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke milieurisico's kunnen ontstaan door verontreinigingen in de deeltjes, volgens het artikel?
- Welke alternatieven voor sulfaatdeeltjes zou je verder onderzoeken en waarom?
- Waarom is het volgens de onderzoekers belangrijk om onzuiverheden te bestuderen voordat geo-engineering wordt toegepast?
Gerelateerde artikelen
Oorlog in de Golf bedreigt lucht, land en zee
Milieu-experts waarschuwen dat de voortgaande oorlog in de Golfregio ernstige schade kan veroorzaken aan lucht, bodem en water. Bombardementen hebben branden bij olie‑ en energie‑installaties veroorzaakt en vervuiling in en buiten de conflictzone mogelijk gemaakt.
Cameroon kiest voor eco‑houtskool om bossen en gezondheid te beschermen
In Cameroon zetten huishoudens en producenten in op eco‑houtskool gemaakt van organisch afval. Dit vermindert rook en druk op bomen. De regering versterkt wetten en steunt projecten om toegang tot schone kookmethoden te vergroten.