刚读到了王凡博客的文章——《智利的硝酸盐矿》,不禁又想到了这种矿产是如何形成的。
只要有一点点地质学背景和化学的感觉,就会觉得这种矿产非常奇怪。热力学决定了硝酸盐在地球自然环境中非常不稳定。在地球表层,五价氮应该被有机质还原。在地球深层,五价氮和还原态的铁(二价铁甚至零价铁)不能共存。较大的可能性依然是大气氮形成的。中学化学讲到,大自然的固氮机制是雷电,闪电形成的一氧化氮依次转化为二氧化氮和硝酸盐,很快被细菌和植物转化为氨态氮。和其他来自热液和水体的矿产比起来,这样的大气成矿过程太独特了(差堪相比的,大概是月球表面的氦3)。
刚才翻了下文献,直到近年还有人研究这个问题,氧17同位素的证据表明硝酸盐确实是大气来源;形成时间是最近的20万到200万年——确实是短暂的地质时间。智利的阿塔卡马沙漠是现在世界最干旱的地区,缺水、缺乏生物过程使得硝酸盐能够被保存下来。文章链接在此:
这个对象居然跨越了大气化学和地表地球化学,尽管不可能像氟利昂破坏臭氧那样获得诺贝尔奖(玩笑)。文章里面的化学动力学过程和整个质量平衡似乎还可以深入定量一下。这和我现在的油气研究对象不同,但是方法可以很类似,暂记于此。
https://blog.sciencenet.cn/blog-70036-527276.html
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大气中的自由基反应