Ученые во всем мире ищут наиболее оптимальные способы улавливания углерода и его долгосрочного хранения. Один из вариантов — хранение СО2 глубоко в геологических формациях, но долгосрочная эффективность и надежность этого процесса пока остаются под вопросом.
В настоящее время существует порядка 30 подобных способов хранения СО2. В большинстве из них выбросы парниковых газов захоранивают в соленых водоносных горизонтах или в нефтяных и газовых скважинах. Это далеко не безупречная технология, поскольку такие «инъекция» в горные породы могут привести к сложным геохимическим реакциям, вызывающим резкие структурные изменения породы, которые трудно предсказать.
Обычно для прогнозирования этих изменений используют компьютерное моделирование, но далеко не все модели детально «понимают» механику того или иного материала, так как одни реакции могут длиться не более секунды, другие — продолжаться годами. Кроме того, на эти процессы может влиять множество факторов: образование новых минералов в ходе текущей химической реакции, изменение формы и химического состава поверхности горных пород и т.д.
Для более наглядного понимания эволюции геохимических реакций, исследователи из Стэнфордского университета задействовали «лабораторию на чипе» — микрожидкостное устройство, используемое в изучении химических и физических свойств материалов в микроскопическом масштабе. Экспериментаторы взяли восемь образцов горных пород из сланца Марцеллус в Западной Вирджинии и сланца Вулфкамп в Техасе. Измельчив породу и отполировав осколки, они поместили их в стеклянную камеру и вводили в нее растворы кислот через небольшие отверстия. Каждый образец породы содержал разное количество активных карбонатных минералов. В итоге с помощью микроскопа и высокоскоростных камер можно было наблюдать, как химические реакции перестраивают минералы в микроскопическом масштабе — причем, со скоростью в доли секунды. Авторы утверждают, что никакой другой из существующих ныне методов анализа эволюции пород не сравнится с их «лабораторией на чипе».
