科学探索|新工具允许科学家在不干扰植物情况下测量土壤碳含量新工具允许科学家在不干扰植

科学家们开发出一种新的方法，对我们脚下的土地中的碳进行普查，这是管理气候变化的一个关键工具。能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的物理学家和土壤科学家合作开发了一种新方法，用于寻找植物和微生物储存在土壤中的碳。
与以前所有的方法不同，这种新技术使我们有可能看到土壤中的碳，而不需要挖洞或采集土壤样本，就像土壤的X光检测一样。这种测量从空气中抽出碳的新方法有望成为应对气候变化和发展更加生态友好型农业的重要工具。
【科学探索|新工具允许科学家在不干扰植物情况下测量土壤碳含量】

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这个仪器真正实现了长期的重复测量。有了这种仪器，你可以非常准确和快速地测量一英亩土地上的碳总量，而不会干扰土壤或伤害生活在那里的生物体。植物将碳转移到土壤中是其生命周期的一个自然部分。植物吸入二氧化碳并呼出氧气。碳留在植物体内，用于制造它生活所需的分子和细胞。这些碳的很大一部分最终通过植物的根部进入土壤。然后，土壤中的微生物吸收这些碳，并将其转化为有机物，可以持续几十年、几百年甚至更长时间。
植物和土壤中的微生物在地球的碳循环中起着关键作用，人类已经极大地改变了这个循环。燃烧化石燃料使地球迅速升温。人类将土地用于农业，耗尽了土壤中的有机物，造成了巨大的土壤碳缺失，也导致了气候变化。将大量的碳从大气中抽出是几乎所有将全球变暖限制在2摄氏度以内的计划中的一个重要组成部分。这种需求是伯克利实验室"负碳计划"背后的动力，该计划旨在开发捕获、封存和使用二氧化碳的技术。植物和微生物是将碳从大气中抽出的专家，它们已经这样做了数十亿年。但是在我们能够利用它们来帮助管理大气中的碳之前，我们需要准确地测量通过植物-微生物的相互作用或其他管理策略已经锁定在土壤中的碳数量。

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伯克利实验室团队开发的新测量方法根本不需要从地下挖出任何东西。相反，这个尚未命名的装置用一束中子扫描土壤。然后，一个探测器感知土壤中的碳和其他元素对中子的微弱反应，使其能够绘制土壤中不同元素的分布图，分辨率约为5厘米。所有这些都发生在地面上，没有洞，没有芯，也没有燃烧。这就像给土壤做核磁共振，然后得到了土壤的三维图像和其中的碳分布，以及其他元素，如铁、硅、氧和铝，这对了解土壤中碳的持久性都很重要。