На фоне поистине революционных геологических процессов Земля стремительно нагревалась, и этот отрезок истории нашей планеты до сих пор вызывает живейший интерес у ученых, особенно в условиях нынешнего климатического кризиса. В 2021 году норвежское исследовательское судно отправилось в море, чтобы собрать образцы морского дна Северного моря. Эти образцы попали к аспирантке Университета Осло Марие Плахтер Розенквист, которая не стала фокусироваться на поиске объяснений, почему потепление произошло тогда, но решила выяснить, как не допустить его повторения сейчас.
Известно, что одной из причин нынешних изменений климата является накопление углекислого газа (CO₂) в атмосфере. В связи с этим ученые ищут возможность безопасного и долговременного хранения углекислоты в природном материале, который образовался из вулканической лавы — базальте. Эта темно-серая горная порода отличается необычной пористой структурой. В некоторых местах поры заполнены светлым минералом — именно там углекислый газ, попав внутрь базальта, вступил с ним в реакцию и превратился в твердую форму. Такой способ хранения CO₂ кажется ученым особенно перспективным: в виде минеральных соединений углекислый газ химически инертен, его не нужно как-либо контролировать, нет никакой опасности его утечки в окружающую среду. К тому же базальт — самый распространенный тип вулканической породы на Земле, он покрывает более 60% поверхности нашей планеты, что теоретически открывает огромный потенциал для утилизации накопившегося в атмосфере углекислого газа.
Ранее исландские ученые уже доказали, что свежий, «молодой» пористый базальт активно взаимодействует с CO₂. Но норвежские специалисты решили пойти дальше и проверить, может ли старая порода возрастом более 50 миллионов лет вступать в реакцию с углекислым газом и «впитывать» его столь же эффективно. Для этого Розенквист вместе с геологом Ракель Марией Ингюнардоттир Йоханнесен отправилась на Фарерские острова — на них много базальта того же типа, что и на дне Северного моря. С помощью дронов и геологических карт ученые изучили структуру этих пород и пришли к выводу, что хранение CO₂ в твердом виде в базальте возможно не только под водой, но и на суше.
Параллельно с этим другой участник проекта, Пейман Шафабахш, изучает, как CO₂ проникает внутрь базальта и какие реакции происходят в самых крошечных порах вулканической породы. Для этого Шафабахш использует новейшие технологии — рентгеновские и нейтронные сканеры в лабораториях во Франции и Швейцарии — чтобы увидеть, как жидкость и газ движутся по микроскопическим каналам в породе. Это важно, потому что традиционные модели оценки, основанные только на полевых наблюдениях, часто не учитывают процессы, происходящие на микроуровне. По словам ученого, именно из-за этого периодически происходят утечки CO₂ в промышленных масштабах.
Руководитель проекта Франсуа Ренар подчеркивает: чтобы эффективно оценить потенциал хранения CO₂, необходимо понимать поведение породы на всех масштабах — от наноуровня до крупных природных резервуаров. Пористость, состав породы, проницаемость — все это влияет на то, сколько углекислого газа может быть надежно зафиксировано в породе. Результаты этого масштабного исследования дают надежду на то, что хранение CO₂ в природном базальте может помочь сдержать глобальное потепление.
Кстати, идея превращать углекислый газ в камень не нова: недавно мы рассказывали о том, как ученые использовали для этого живые деревья.