Als fossiele brandstoffen worden verbrand, koolstofdioxide (CO2) wordt uitgestoten. Als het gas stijgt en vast komt te zitten in de atmosfeer, het houdt warmte vast als onderdeel van een proces dat het broeikaseffect wordt genoemd. De verhoogde temperaturen die gepaard gaan met het broeikaseffect kunnen smeltende ijskappen veroorzaken, hogere zeespiegel en verlies van natuurlijke habitat voor plant- en diersoorten.

Milieuwetenschappers die de effecten van CO2 proberen te verzachten, hebben geëxperimenteerd met het diep onder de grond injecteren van CO2. waar het vast komt te zitten. Deze proeven hebben voornamelijk plaatsgevonden in zandstenen aquifers, echter, het geïnjecteerde CO2 blijft voornamelijk aanwezig als een bel die kan terugkeren naar de oppervlakte als er een breuk is in de afdekformatie. Een andere benadering waarbij basaltstromen als injectieplaatsen worden gebruikt, voornamelijk op de CarbFix-locatie in IJsland en in de staat Washington, heeft dramatische resultaten opgeleverd. Metalen in basalt hebben het vermogen om binnen enkele maanden CO2 om te zetten in een vast inert mineraal. Hoewel de nieuwe methode veelbelovend is, de ondergrondse injecties kunnen onnauwkeurig zijn, moeilijk te volgen en te meten.

Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek door wetenschappers van de Washington University in St. Louis werpt licht op wat er ondergronds gebeurt als CO2 in basalt wordt geïnjecteerd, om precies te illustreren hoe effectief het vulkanisch gesteente zou kunnen zijn als een reductiemiddel voor CO2-emissies. Het onderzoek, onder leiding van Daniel Giammar, de Walter E. Browne hoogleraar Milieutechniek aan de School of Engineering &Applied Science, werd uitgevoerd in samenwerking met onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory en Philip Skemer, universitair hoofddocent aard- en planeetwetenschappen in Arts &Sciences aan de Washington University.

"Op een veld, je spuit de kooldioxide erin, en het is een heel open systeem, "Zei Giammar. "Je kunt geen goede beperking krijgen in termen van een schatting van de capaciteit. Je weet dat je wat carbonaat hebt gemaakt van de CO2, maar je weet niet hoeveel. In het labortorium, we hebben goed gedefinieerde grenzen."

Om een ​​duidelijker beeld te krijgen, kwantificeerbare kijk op koolstofvangst in basalt, Giammar verzamelde monsters van de rots uit de staat Washington, waar onderzoekers eerder duizend ton CO2-gas diep onder de grond in een basaltstroom injecteerden. Hij plaatste de stenen in kleine reactoren die op slowcookers lijken om ondergrondse omstandigheden te simuleren, en vervolgens CO2 geïnjecteerd om de variabelen te testen die betrokken zijn bij het carbonisatieproces.

"We reageerden onder vergelijkbare druk- en temperatuuromstandigheden als in het veld, behalve dat we die van ons allemaal in een klein verzegeld vat doen, " Zei Giammar. "Dus we weten hoeveel kooldioxide er is binnengekomen en we weten precies waar het allemaal naartoe is gegaan. We kunnen daarna naar het hele gesteente kijken en zien hoeveel carbonaat er in dat gesteente is gevormd. "

Het lab hield het basalt in de drukregelaars en volgde, 3D-beeldvorming gebruiken om hun poriën na zes weken te analyseren, 20 weken en 40 weken. Ze waren in staat om van moment tot moment te kijken hoe de CO2 neersloeg in mineralen, de exacte holtes in het basalt dat het vulde, en de precieze plekken in de rots waar het carbonisatieproces begon.

Nadat alle gegevens zijn verzameld en geanalyseerd, Giammar en zijn team voorspelden dat 47 kilogram CO2 kan worden omgezet in mineraal in één kubieke meter basalt. Deze schatting kan nu worden gebruikt als een basislijn om op te schalen, kwantificeren hoeveel CO2 effectief kan worden omgezet in hele basaltstroomgebieden.

"Mensen hebben onderzoek gedaan naar beschikbare basaltstromen, "Zei Giammar. "Deze gegevens zullen ons helpen te bepalen welke daadwerkelijk ontvankelijk zouden kunnen zijn om CO2 erin te laten injecteren, en help ons dan ook bij het bepalen van de capaciteit. Het is groot. Het is jaren en jaren aan Amerikaanse CO2-uitstoot."