Doktorsvörn í jarðfræði - Tobias Linke

Doktorsefni: Tobias Linke

Heiti ritgerðar: Áhrif basaltagna og járnsteinda í eldfjallajörð votlendis og í virkjunarlónum á upptekt CO2 úr andrúmslofti: Náttúrleg hliðstæða aukinnar bergveðrunar (Effect of basaltic particles and iron-containing minerals in wetland soils and reservoirs on CO2 drawdown: An analogue for Enhanced Rock Weathering)

Andmælendur:
Dr. Heather Buss, dósent við Jarðvísindadeild Háskólans í Bristol, Bretlandi
Dr. Jens Hartmann, prófessor Háskólann í Hamborg, Þýskalandi

Leiðbeinandi: Dr. Sigurður Reynir Gíslason, rannsóknaprófessor við Jarðvísindastofnun Háskólans

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Eric Herman Oelkers, gestaaðjúnkt við Jarðvísindadeild HÍ.
Dr. Knud Dideriksen, jarðefnafræðingur við Jarðvísindastofnun Danmerkur & Grænlands (GEUS) í Kaupmannahöfn
Dr. Bergur Sigfússon, yfimaður þróunar tæknikerfa Carbfix HF í Reykjavík

Doktorsvörn stýrir: Dr. Guðfinna Th Aðalgeirsdóttir, prófessor og varadeildarforseti Jarðvísindadeildar HÍ

Ágrip

Glíman við loftslagsbreytingar og hækkandi hita er meðal höfuðverkefna þessarar aldar. Nauðsynlegt er að fjarlægja koltvíoxíð úr andrúmslofti ef loftslagsmarkmið eiga að nást. Einhver vænlegasta aðferð til að nema koltvíoxíð brott úr andrúmslofti er "aukin bergveðrun", en örðugt hefur reynst að sanna mátt hennar. Hún felst meðal annars í að mala berg og dreifa því á ræktarland eða sjó. Í þessari doktorsritgerð er fjallað um efnasamsetningu jarðvegsvatns, steindasamsetningu og kolefnisjafnvægi í votjörð/svartjörð (eldfjallajörð votlendis) á Suðurlandi sem orðið hefur fyrir miklu áfoki basaltryks undanfarin 3300 ár. Þannig hefur gefist tækifæri til að leggja mat á hraða aukinnar bergveðrunar og bindingu koltvíoxíðs til lengri tíma. Stöðug upplausn ryksins hækkar pH-gildi vatnsins, basavirkni, styrk flestra helstu frumefna, og eykur bindingu koltvíoxíðs í jarðvegsvatnið og steindina síderít. Eitraðir snefilmálmar eru teknir upp á nokkru dýpi í jarðveginum eða aðsogaðir á ferrihýdrít (mýrarrauða) í yfirborðsvatni. Þessi rannsókn staðfestir að jarðvegsbætur með fínkorna basalti geta dregið úr losun koltvíoxíðs til andrúmslofts. Líklegt er hins vegar, að breytingar á forða lífræns kolefnis í jarðvegi, sem verða í kjölfarið, séu ráðandi um bindingu koltvíoxíðs úr andrúmslofti með aukinni bergveðrun. Samanburður var gerður á upptekt koltvíoxíðs í votlendisjarðveg á Suðurlandi vegna aukinnar bergveðrunar, við upptekt Hálslóns og losun Lagarfljóts fyrir og eftir Kárahnjúkavirkjun. Mikill basaltsvifaur en lítið lífrænt kolefni er í lónunum, og þá sérstaklega í Hálslóni. Hlutþrýstingur koltvíoxíðs í Hálslóni er lágur vegna efnahvarfa milli vatns, svifaurs og bergs í lóninu og á vatnasviði þess, og veldur þessi lági þrýstingur beinni upptekt koltvíoxíðs úr andrúmslofti í Hálslón, en minni losun en áður frá Lagarfljóti eftir Kárahnjúkavirkjun. Losun Lagarfljóts á flatareiningu var helmingi minni en upptaka vegna aukinnar veðrunar í jarðvegi á Suðurlandi, en upptekt Hálslóns tvisvar sinnum meiri en á Suðurlandi. Vindur jók hraða upptektarinnar og losunarinnar í lónunum, en hiti hafði minni áhrif.

Um doktorsefnið

Tobias er fæddur og uppalinn í Leipzig, Þýskalandi. Hann lauk BS- og MS-gráðum í hagnýtum jarðvísindum frá Martin Luther Háskólanum í Halle-Wittenberg í Þýskalandi 2016. Í lok sama árs hóf hann doktorsnám við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands. Verkefni hans var hluti af svokölluðu Metal-Aid doktorsnema- og nýsköpunar-neti, undir Marie Skłodowska-Curie áætlun Evrópusambandsins. Þar var megináhersla á efnaeiginleika járnsteinda við mismunandi oxunarstig. Í doktorsnáminu hefur Tobias nýtt rannsóknaraðstöðu Metal-Aid netsins, til dæmis í Nano-Science Center við Háskólann í Kaupmannahöfn, GFZ Potsdam, Þýskalandi, GIR-QUESCAT við Háskólann í Salamanca, Spáni og Ampos21 Barcelona, en vinna hans með vísindamönnum þar leiddi til birtingar sameiginlegra vísindagreina. Enn fremur hefur Tobias aðstoðað og unnið með fjölda vísindamanna sem hafa nýtt sér rannsóknaraðstöðu Jarðvísindastofnunar. Háskólans í jarðefnafræði vatns. Tobias hefur kynnt rannsóknir sínar með erindum og veggspjöldum á alþjóðlegum ráðstefnum eins og t.d. Goldschmidt ráðstefnunni.