Vänster, schematisk illustration av koldioxidlagring med borrhåls realtidsövervakningssystem (kredit:Patricia L. Craig). Till höger:seismiska P-vågor och coda-vågor före och efter koldioxidinjektion. Kredit:Penn State
Att pumpa ner koldioxid i marken för att avlägsna den från atmosfären är ett sätt att sänka växthusgaserna, men håller reda på var gasen är, har varit en svår syssla. Nu, ett team av forskare från Penn State och Lawrence Berkley National Laboratory använder tidigare ignorerade seismiska vågor för att lokalisera och spåra gasmolnen.
"Vi brukar inte titta på coda-vågor, vi brukar kasta ut dem, " sa Tieyuan Zhu, professor i geofysik, Penn State. "Om vi tittar på en koldioxidplym under jorden med P-vågor ser vi ingen förändring i form, men om vi använder de sent ankommande vågorna, codavågorna, vi ser en förändring."
P-vågor är de snabbaste seismiska kroppsvågorna som passerar genom jorden efter en jordbävning eller explosion. S-vågor är långsammare kroppsvågor. Coda-vågor kommer senare och är oorganiserade, men de kan avslöja var gaser lagras i marken, eftersom kombinationen av berg och gas förändrar vågorna.
När koldioxid lagras under jord, det pumpas över en mil djupt in i geologiska utrymmen och är vanligtvis över 150 grader Fahrenheit och vid högt tryck. Helst forskare vill att gasen ska stanna på det djupet för alltid. Nuvarande övervakningsmetoder är svåra, dyrt och kan endast göras periodvis. Att spåra plymer med coda-vågor har också fördelen av bättre uppskattning av den totala mängden gas i reservoaren, snarare än bara en lokal region.
"Nuvarande teknik är mycket dyr, ", sa Zhu. "Vi letar efter en ekonomisk metod för att övervaka gasen."
Standardövervakning görs nu med sex månaders eller årsintervall. Forskarna hoppas att de genom att använda permanenta seismiska källor och kodavågsanalys kan övervaka mycket oftare - dagar eller veckor.
"Våra framtida experiment skulle testa realtidsövervakningssystem, " sade Zhu. "På det sättet, vi kunde upptäcka små förändringar i gasplymen. Chris Marone, professor i geovetenskap vid Penn State, arbetar också med projektet. Arbetet vid Lawrence Berkeley National Laboratory utfördes av personalforskarna Jonathan Ajo-Franklin, och Thomas Daley.