När fossila bränslen bränns, koldioxid (CO2) avges. När gasen stiger och fastnar i atmosfären, den behåller värmen som en del av en process som kallas växthuseffekten. De ökade temperaturerna i samband med växthuseffekten kan orsaka smältande iskappar, högre havsnivåer och förlust av naturlig livsmiljö för växt- och djurarter.

Miljöforskare som försöker mildra effekterna av CO2 har experimenterat med att injicera det djupt under jorden, där det fastnar. Dessa försök har huvudsakligen ägt rum i sandsten akviferer, dock, det injicerade CO2 förblir främst närvarande som en bubbla som kan återgå till ytan om det finns fraktur i täckformationen. Ett annat tillvägagångssätt med basaltflöden som injektionsställen - främst på CarbFix -platsen på Island och i delstaten Washington - har gett dramatiska resultat. Metaller i basalt har förmågan att omvandla CO2 till ett fast inert mineral på några månader. Medan den nya metoden lovar, de underjordiska injektionerna kan vara oprecisa, svårt att spåra och mäta.

Nu, ny forskning av forskare vid Washington University i St. Louis belyser vad som händer under jorden när CO2 injiceras i basalt, illustrerar exakt hur effektivt det vulkaniska berget kan vara som ett reduktionsmedel för koldioxidutsläpp. Forskningen, ledd av Daniel Giammar, Walter E. Browne professor i miljöteknik vid Tekniska högskolan, genomfördes i samarbete med forskare vid Pacific Northwest National Laboratory och Philip Skemer, docent i jord- och planetvetenskap i konst och vetenskap vid Washington University.

"På en fältplats, du injicerar koldioxiden, och det är ett mycket öppet system, "Sa Giammar." Du kan inte få en bra begränsning när det gäller en uppskattning av kapaciteten. Du vet att du gjorde lite karbonat av CO2, men du vet inte riktigt hur mycket. I labbet, vi har väl definierade gränser. "

För att få en tydligare, kvantifierbar titt på kolinfångningshastigheter i basalt, Giammar samlade prover av berget från staten Washington, där forskare tidigare injicerade tusen ton koldioxidgas djupt under jorden i ett basaltflöde. Han placerade klipporna i små reaktorer som liknar långsamma spisar för att simulera underjordiska förhållanden, och injicerade sedan CO2 för att testa variablerna som är involverade i karboniseringsprocessen.

"Vi reagerade på liknande tryck- och temperaturförhållanden som de hade på fältet, förutom att vi gör allt vårt i ett litet förseglat kärl, "Sa Giammar." Så vi vet hur mycket koldioxid som gick in och vi vet exakt vart allt tog vägen. Vi kan titta på hela berget efteråt och se hur mycket karbonat som bildades i den berget. "

Labbet förvarade basalt i trycksättarna och följde upp, med hjälp av 3D-avbildning för att analysera sina porrutrymmen efter sex veckor, 20 veckor och 40 veckor. De kunde titta på ögonblick när CO2 fällde ut till mineral, de exakta tomrummen i basaltet som den fyllde, och de exakta fläckarna i berget där karboniseringsprocessen började.

När all data samlats in och analyserats, Giammar och hans team förutspådde att 47 kilo CO2 kan omvandlas till mineral i en kubikmeter basalt. Denna uppskattning kan nu användas som en baslinje för att skala upp, kvantifiera hur mycket CO2 som effektivt kan omvandlas i hela områden med basaltflöde.

"Människor har gjort undersökningar av tillgängliga basaltflöden, "Sade Giammar." Dessa uppgifter hjälper oss att avgöra vilka som faktiskt kan vara mottagliga för att få koldioxid injicerad i dem, och sedan också hjälpa oss att bestämma kapacitet. Det är stort. Det är år och år värt USA:s CO2 -utsläpp. "