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Mar 15, 2023

Könnten die Basaltsteine ​​des Nordwestens dazu beitragen, den Klimawandel zu verlangsamen?

Casie Davidson, Wissenschaftlerin am Pacific Northwest National Laboratory, weist darauf hin

Casie Davidson, Wissenschaftlerin am Pacific Northwest National Laboratory, weist darauf hin, wie Basaltgesteine ​​übereinander geschichtet sind. Die Gesteine ​​entstanden vor Millionen von Jahren nach Vulkanausbrüchen und könnten nun zur Speicherung von Kohlendioxid beitragen.

Ashley Montes / Northwest Public Broadcasting

An den Ufern des Columbia River ragen hohe Felssäulen aus den Klippen hervor.

„Sehen Sie also all diese schwarzen Felsen, die sich auf beiden Seiten von uns befinden, auf beiden Seiten des Flusses? Das sind Basalte. Und es sind vulkanische Gesteine, die vor etwa 15,5 Millionen Jahren ausgebrochen sind“, sagte Casie Davidson, Geologin bei Pacific Northwest National Laboratory.

Als die Lava abkühlte, seien Gase in den porösen Gesteinen eingeschlossen worden, sagte sie. Dadurch entstanden Hohlräume im Gestein. Eine weitere feste Gesteinsschicht erkaltete später auf der porösen Schicht. Schichten übereinander gestapelt.

Heute sagen Davidson und ihre Kollegen, dass diese Hohlräume zum Einfangen von Kohlendioxid genutzt werden können – in einem Prozess namens Kohlenstoffsequestrierung.

„Können Sie sich vorstellen, wie es hier aussah, als diese Vulkane ausbrachen und diese riesige Menge Lava hier durchfloss? Können Sie sich vorstellen, wie das Klima war? Und es war wahrscheinlich schrecklich zu atmen“, sagte Todd Schaef, ein Geologe im Labor . „Man kann nicht sagen, wie viel Mist in der Luft lag. Und jetzt bitten wir dieselbe Formation, uns zu helfen.“

Kohlenstoffbindung ist nichts Neues. Orte im Mittleren Westen und an der Golfküste speichern bereits unterirdischen Kohlenstoff wie diesen in Sandsteinfelsen.

Aber Basalt ist anders. Wenn man CO2 in die Zwischenräume des Gesteins einbringt, verwandelt es sich in Mineralien.

„Sobald es mineralisiert ist, ist das wirklich Coole daran, dass es nicht mehr auslaufen kann. Es ist ein fester Stein. Er geht nirgendwo hin“, sagte Davidson.

Einige der besten Basaltformationen befinden sich im Nordwesten. Aber diese Art der Kohlenstoffbindung wurde hier bis vor Kurzem nicht untersucht. Tatsächlich befindet sich der einzige Teststandort der Welt für die Speicherung von Kohlendioxid in Basalt gleich flussabwärts von dort, wo sie standen.

An dieser Stelle pumpten Wissenschaftler im Jahr 2013 flüssiges CO2 durch ein von ihnen gebohrtes konisches Loch. Er war mehr als eine halbe Meile tief – etwa siebenmal so groß wie die Palouse Falls. Sie brauchten mehr als drei Monate, um das Gestein sorgfältig zu bohren und zu vermessen.

Der Wissenschaftler Todd Schaef zeigt, wie eine dünne Schicht aus Basalt und mineralisiertem CO2 unter dem Mikroskop aussieht.

„Wir sind Wissenschaftsfreaks und wollen immer mehr Daten. Bohrungen im tiefsten Teil des Beckens helfen uns, die Daten zu erhalten, die wir brauchen“, sagte Davidson.

Innerhalb weniger Jahre begann sich das CO2 in Mineralien umzuwandeln. Gute Nachrichten, sagten sie, um Kohlenstoff aus der Atmosphäre fernzuhalten. Und dieser Teststandort, sagte Schaef, liege nicht sehr tief unter der Erde.

„Wir waren also wirklich auf dem absoluten Minimum. Danach wird es nur noch besser“, sagte er.

Im pazifischen Nordwesten befindet sich diese Art der Kohlenstoffabscheidung und -bindung noch in der Forschungsphase – sie wird noch nicht in großem Maßstab durchgeführt. Davidson sagte, es werde ein Pflaster sein, wenn die Region auf erneuerbare Energien umsteige. Sie sagte, es sei besonders nützlich für Branchen, die viel CO2 produzieren, etwa Produktionsanlagen.

„Das alles müssen wir irgendwo unterbringen. Wir wollen genauso viel damit machen wie wir – es in Dinge umwandeln. Aber der überwiegende Teil davon muss in geologischen Reservoirs landen“, sagte sie.

Viele der geologischen Reservoire im Basaltgebiet des Nordwestens befinden sich jedoch in den Heimatgebieten der Konföderierten Stämme des Umatilla-Indianerreservats. Es müsse ein besseres Verständnis des Mineralisierungsprozesses geben, bevor diese Technologie weit verbreitet sei, sagte Althea Wolf vom Department of Natural Resources des Stammes.

„Wir sind wirklich besorgt darüber, welche Auswirkungen diese Auswirkungen auf das Heimatland haben werden, denn genau das ist das Columbia-Plateau – es ist Basalt“, sagte Wolf.

Wolf sagte, der Stamm befürchte, dass tiefe Bohrungen in der Erde das Grundwasser verunreinigen könnten.

Stattdessen, sagte sie, sollten sich Forscher auf Low-Tech-Lösungen wie die Wiederherstellung von Wäldern konzentrieren. Wolf sagte, dass Wälder enorme Mengen Kohlenstoff speichern können. Ganzheitliche Ansätze erhalten jedoch weniger Aufmerksamkeit und Finanzierung.

„Wir haben also das Potenzial, aber es wird nicht so stark unterstützt“, sagte Wolf.

Basaltfelsen säumen den Columbia River im Südosten Washingtons.

Laut Pacific Northwest National Lab wird die Speicherung von CO2 in Basalt ein Instrument zur Kohlenstoffbindung sein. Aber sie wollen den lokalen Stämmen gegenüber respektvoll sein.

Schaef sagte, wenn eine geplante Übung auf heiligem Land oder einem Ort mit überlieferter Bedeutung stattfinden sollte, würden sie das Projekt verschieben.

„Hier gibt es viel Basalt. Lasst uns also anfangen, darüber zu reden: Welche Stätten sind sehr heilig und haben eine Bedeutung für die Vorfahren? Wir müssen diese Stätten nicht nutzen“, sagte er.

In diesem Sommer hofft das Team, ein paar Minuten südlich, in Hermiston, Oregon, ein weiteres Testgelände zu bohren. Dieser Standort wird kein CO2 injizieren. Ziel ist es, Wissenschaftlern dabei zu helfen, die Geologie des Gebiets besser zu verstehen.

In einem kommenden Papier planen sie außerdem, das Kohlenstoffspeicherpotenzial im Nordwesten abzuschätzen.

„Das bedeutet eigentlich nur, dass Basalte als bedeutende CO2-Speicherkapazitätsressource bekannt werden, insbesondere in dieser Region“, sagte Davidson.

Casie Davidson hält zwei Basaltsteine ​​zusammen, um zu zeigen, wie die Steine ​​übereinander geschichtet sind.

Ashley Montes / Northwest Public Broadcasting

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Stichworte:Wissenschaft & Umwelt, Geologie, Klimawandel