Okoko, een Ph.D. kandidaat aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, was niet zozeer geïnteresseerd in de geologische geschiedenis als wel in een modern gebruik van basalt:het vastleggen en permanent opslaan van koolstof onder de nabijgelegen zeebodem in vaste vorm.

Basalt ligt ten grondslag aan een groot deel van New Jersey en schijnt zich tot ver in de Atlantische zeebodem uit te strekken. Op het land ligt het meestal verborgen onder de grond, andere soorten rotsen, wegen, gebouwen, parkeerplaatsen en andere menselijke infrastructuur.

Deze specifieke rots, ongeveer 120 meter lang, kwam bloot te liggen toen mensen een heuvel in sneden om een ​​smal, opwaarts kronkelend pad te creëren dat Ghost Pony Road werd genoemd. Tegenwoordig ligt Ghost Pony Road bergopwaarts ingeklemd door het constante gebrul van de Interstate 78 en een drukke verkeersader naar het stadscentrum.

Al meer dan twintig jaar bestuderen wetenschappers hoe basaltformaties kunnen worden gebruikt om de klimaatverandering te helpen verzachten. De chemische eigenschappen van het gesteente kunnen variëren, maar in veel gevallen reageert het op natuurlijke wijze met koolstofdioxide. Wanneer deze reacties plaatsvinden, wordt de koolstof opgesloten in een vast mineraal dat lijkt op kalksteen. De natuurlijke reacties vinden plaats in een langzaam tempo, maar onderzoekers denken dat ze dramatisch kunnen worden versneld met behulp van een proces dat lijkt op fracken, waarbij koolstof onder hoge druk wordt weggepompt.

Een project in IJsland dat wetenschappers van Lamont hielpen lanceren, stuurt nu al emissies van een energiecentrale naar het basalt eronder. Er zijn veel andere potentiële locaties over de hele wereld, waaronder de centrale kloofvallei van Kenia, waar Okoko vandaan komt. Idem delen van de Amerikaanse oostkust.

Okoko was niet op Ghost Pony Road omdat iemand verwacht daar een koolstofinjectie-operatie te bouwen. Zijn onderzoek is veeleer gericht op het karakteriseren van verwante formaties waarvan wordt aangenomen dat ze onder de zeebodem voor de kust van New York en New Jersey liggen. Lamont-geofysicus David Goldberg, Okoko's adviseur, zegt dat ze mogelijk grote hoeveelheden kooldioxide kunnen absorberen die worden geproduceerd door industrieën in de regio.

Op basis van seismische gegevens verzameld in de jaren zeventig hebben wetenschappers lang vermoed dat basalt, vergelijkbaar met dat op het land, 30 tot 60 mijl uit de kust ligt, onder 120 tot 180 meter onder water en zo'n 600 meter sediment. Maar ze zijn nog niet definitief in kaart gebracht of bemonsterd.

Goldberg leidt een project om meer over hen te weten te komen. Hij wijst erop dat niet alleen basalt overvloedig aanwezig is langs de kust; dat geldt ook voor fabrieken, olieraffinaderijen, energiecentrales en cement- en staalproducenten die momenteel zo'n 100 miljoen ton CO uitstoten₂ elk jaar.

Emissies zouden rechtstreeks uit deze puntbronnen kunnen worden opgevangen en door schepen of pijpleidingen naar injectielocaties op de zeebodem kunnen worden getransporteerd, zegt hij. Hij en zijn collega's stelden dit idee voor het eerst voor voor een basaltrijk gebied langs de Pacific Northwest in 2008, en ook voor het noordoosten in een artikel uit 2010.

"De kust is logisch", zegt hij. "Dat is waar mensen zijn. Daar zijn energiecentrales nodig. En door offshore te gaan, kun je de risico's verminderen."

Injectie in basalt op de zeebodem zou onder meer de kans verkleinen dat kooldioxide terug naar de oppervlakte zou kunnen ontsnappen voordat het stolde, omdat de emissies zouden worden opgesloten door sedimenten boven de rotsen. En onderzeese locaties zouden de noodzaak om land in deze dichtbevolkte regio te bezetten vermijden en juridische en juridische hindernissen verminderen.

Maar niet alle basalt is gelijk geschapen. Onderzoekers moeten potentiële koolstofreservoirs beter karakteriseren om er zeker van te zijn dat ze werken zoals gehoopt. Dat is waar Okoko in beeld komt. Door gemakkelijk toegankelijke basaltsoorten op het land te bestuderen, hopen hij en anderen deze te gebruiken als analogen voor rotsen waarvan wordt aangenomen dat ze onder zee een vergelijkbare samenstelling hebben.

Een eerdere studie suggereert dat sommige batches basalt in New Jersey enkele van 's werelds snelste chemische reacties vertonen om koolstof vast te houden. Daar moet echter meer werk aan worden gedaan, zegt Goldberg. Bovendien moeten de rotsen voldoende breuken bevatten zodat de koolstofdioxide in grote hoeveelheden zijn weg kan vinden door scheuren en poriën.

Okoko had twee helpers meegenomen op de excursie van vandaag:Lamont-masterstudent geochemie Tavehon "TJ" McGarry, en Alexander Thompson, een student economie aan Columbia College, die waren meegekomen voor de rit.

Naast het nemen van monsters voor latere laboratoriumanalyses, was de belangrijkste taak van het team het onderzoeken en documenteren van de dichtheid en oriëntatie van breuken in het gesteente.

Deze breuken kunnen zijn ontstaan ​​door een aantal processen, waaronder de druk van voorheen bovenliggende sedimentaire gesteenten die sindsdien in de loop van miljoenen jaren zijn weggeërodeerd; het malen van gigantische gletsjers die herhaaldelijk door dit landschap zijn getrokken; of aardbevingen in het verre verleden die veel krachtiger waren dan de aardbeving met een kracht van 4,8 die in april 2024 zo'n dertig kilometer ten westen van hier trof.

Op verschillende punten zetten McGarry en Thompson een frame van 1,5 bij 1,5 meter op, samengesteld uit plastic afvoerbuizen om gebieden af ​​te bakenen voor nauwkeurige inspectie en foto's. Okoko klom met een handslee en een beitel naar een zestal plekken om monsters te nemen.

Blootgesteld aan het weer en doordat er op sommige plekken water naar buiten sijpelde, viel het spul actief uiteen; hij had vaak moeite om zijn houvast te vinden. Elke keer dat hij een steen losmaakte, gaf hij die aan de studenten, die hem langs de kant van de weg neerlegden. Okoko kwam toen naar beneden om markeringen te maken die de oorspronkelijke posities van de rotsen aangaven.

Rotsachtige, ruige plekken als deze zijn een ideale leefomgeving voor giftige koperkoppen en ratelslangen, en New Jersey heeft ze allebei. Op een gegeven moment deinsden de studenten achteruit toen ze een goed gecamoufleerde slang zagen, opgerold naast een rotsblok. Daarna was iedereen voorzichtig waar hij of zij stapte. (Bij nadere analyse bleek later dat het een onschadelijke oostelijke melkslang was.)

Het team liet een lang meetlint tegen de basis van de klif lopen en Okoko kroop voet voor voet verder, waarbij hij de breuken telde en gedetailleerde aantekeningen maakte over de grootte en oriëntatie ervan in een weerbestendig notitieboekje. Af en toe haalde hij een stuk losgeraakt gesteente tevoorschijn voor nadere inspectie. Daarachter, op een natte plek, vond hij een naaktslak, die hij voorzichtig verplaatste.

Okoko vloog met een met camera's uitgeruste drone langs delen van de klif - een verraderlijke taak, aangezien de klif gedeeltelijk afgeschermd was en er vanaf de bodem kleine bomen opgroeiden, hoewel ze nog steeds geen bladeren hadden. Dit duurde totdat de drone verstrikt raakte in een kleine tak en neerstortte, waardoor hij te beschadigd raakte om te kunnen vliegen. Ter compensatie liet Okoko Thompson langs de klif lopen en foto's maken met een mobiele telefoon.

Na een paar uur laadde het team een ​​paar honderd kilo aan rotsblokken achter in een stationwagen en maakte de rit van een uur terug naar de Lamont-campus. de komende maanden zullen collega's verschillende tests uitvoeren om de porositeit en chemische eigenschappen ervan te analyseren.

Deze zomer hebben Goldberg en collega's ervoor gezorgd dat een vliegtuig meer dan 9.000 kilometer aan rasterlijnen over de vermoedelijke onderzeese basaltformaties kan vliegen. Uitgerust met instrumenten die magnetisme en zwaartekracht meten, zal dit veel meer informatie opleveren over wat zich daar beneden bevindt. De volgende stap zou het boren zijn.

Van daaruit zou het relatief snel kunnen gaan naar injectie op industriële schaal, zegt Goldberg, afhankelijk van de onderzoeksresultaten. ‘Het zou binnen vijf jaar kunnen gebeuren’, zegt hij. Wat Okoko betreft, hij keert deze zomer terug naar Kenia om daar basaltonderzoek te doen.

Aangeboden door State of the Planet

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan het Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.