تبدیل دی اکسید کربن به سنگ با روشی علمی

به تازگی محققان موفق شده اند با تزریق کربن دی اکسید فشرده مایع در سنگ بازالت آتشفشانی، کربن دی اکسید (CO2) را به سنگ جامد تبدیل کنند. در این فرآیند، واکنش های شیمیایی طبیعی باعث تحولات به وجود آمده می شوند.

گویا آی تی – این تکنیک، که دو سال برای دستیابی به آن زمان صرف شد، روش دیگری برای حبس و ذخیره سازی کربن دی اکسیدی که انسان ها وارد جو می کنند، در اختیار دانشمندان قرار داده و یک روز در مقیاس های بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرد تا مقدار قابل توجهی از کربن دی اکسید هوا را از چرخه خارج کند.
تحقیقات مربوط به فرآیند تبدیل کربن دی اکسید به سنگ، توسط گروهی از محققان آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام (PNNL) متعلق به وزارت انرژی ایالات متحده انجام شد. آزمایشی مشابهی در اوایل سال جاری در ایسلند انجام گرفت. در این آزمایش، کربن دی اکسید در آب حل شده و در بازالت تزریق شد.
در جدید ترین مطالعه، کربن دی اکسید رقیق نشده به کار رفت و مقدار بسیار زیادی از این ماده به یک باره ذخیره شد: هزار تن کربن دی اکسید مایع!
گروه PNNL نشان داده که واکنش های شیمیایی ذکر شده در شرایط آزمایشگاهی صورت می گیرند، اما تا این لحظه، آنها نمی دانند انجام این واکنش ها در شرایط جهان واقعی چه مدت طول می کشد.

پیت مک گریل، یکی از محققان این پروژه می گوید “اکنون ما می دانیم که این فرآیند حبس مواد معدنی می تواند به سرعت انجام گیرد، و به همین دلیل ذخیره سازی کربن دی اکسید در سنگ ها کاری ایمن خواهد بود. در یک بازه زمانی کوتاه، کربن دی اکسید برای همیشه به دام می افتد”.
محققان در مطالعات میدانی خود، کربن دی اکسید مایع را در گدازه های سفت شده ای که به عمیق حدود ۹۰۰ متری زیر زمین جریان یافته بودند، تزریق کردند. این عملیات در شهر والولا ایالت واشنگتن انجام شد.
در آن عمق، مواد معدنی از جمله کلسیم، آهن و منیزیم بخشی از سنگ های بازالت را تشکیل می دهند. با تزریق کربن دی اکسید، این مواد معدنی ابتدا ناپایدار شده و سپس در محیط اسیدی که کربن دی اکسید ایجاد کرده، حل می شوند.

مواد معدنی حل شده، با کربن دی اکسید واکنش می دهند تا آنکریت مواد کربنات، چیزی شبیه سنگ آهک، شکل دهند و به بازالت متصل شوند.
نمونه ای از نتایج نهایی را می توانید در شکل بالا ببینید.
با اینکه تبدیل کربن دی اکسید به سنگ ایده جدیدی نیست، اما دانشمندان روی این موضوع کار می کنند تا این فرآیند را سریعتر و کارآمدتر سازند. زیرا مدت زمانی که برای تکمیل این واکنش ها برآورد شده، هزاران سال است!
سنگ های بازالت در همه جای جهان، از جمله آمریکای شمالی و ایسلند، یافت می شوند. به همین دلیل می توان گفت تکنیک مذکور راهی موثر برای مقابله با کربن دی اکسید اضافه موجود در جو است.

اما پیش از آنکه بابت فرستادن همه کربن دی اکسید اضافه به زیر زمین بیش از حد هیجان زده شویم، باید بدانیم هنوز مسائلی وجود دارد که حل نشده است.
به دام انداختن کربن دی اکسید، فرآیندی نسبتا پرهزینه است و دانشمندان مطمئن نیستند که در مقیاسهای بزرگتر، این آزمایش ها تا چه اندازه خوب انجام می گیرند؛ خصوصا زمانی که سنگ های بازالت بیشتر و بیشتری به کربنات تبدیل می شوند، این مسئله بیشتر اهمیت می یابد.
پس باید به این سوال با دقت پاسخ داد که ظرفیت ذخیره سازی سنگ های بازالت چه مقدار است.
دانشمندان اخیرا دریافته اندمحاسبات ما در مورد روش دیگر ذخیره سازی کربن ، یعنی ظرفیت طبیعی خاک برای جذب و ذخیره سازی کربن دی اکسید، ظرفیت موجود را تا ۴۰ درصد بیش تر از مقدار واقعی برآورد کرده اند.

بنابراین پیش از آنکه اعلام کنیم دیگر هیچ نگرانی در مورد کربن ها نداریم، باید صبر کنیم تا آزمایش های بیشتری انجام شود. البته تحقیقات صورت گرفته بسیار امیدبخش بوده اند و بعید است نتیجه نهایی نتیجه خوشایندی نباشد: کربن دی اکسید به شکلی ایمن و در حالت جامد در اعماق زمین ذخیره می شود؛ جایی که هیچ ضرری به جو یا اقیانوس ها نمی رساند.
مک گریل می گوید “به این ترتیب کربن دی اکسید نمی تواند نشت کند، هیچ جایی وجود ندارد که به آن فرار کند و به سنگی که آن را محبوس کرده باز می گردد. در حال حاضر مکانیزم ایمن تر یا دائمی برای ذخیره سازی کربن دی اکسید وجود ندارد”.