Forskning som publiceras idag av ett brittiskt team av forskare har för första gången visat att rörligheten för potentiellt skadliga föroreningar i kristallina bergarter under lång tid kan vara kraftigt begränsad på grund av förekomsten av små kristaller, vilket betyder att kontaminantrörelsen sannolikt kommer att fokuseras endast på vattenbärande frakturer.

Rörelse av föroreningar genom stenar under marken kan verka för att sprida föroreningar, en fråga som är relevant för den geologiska bortskaffningen av vissa avfall. Vi genomför studier för att öka vår förståelse för hur denna process fungerar, minska osäkerheterna och överväga eventuella risker det kan medföra.

Dessa nya resultat belyser det svåra problemet med hur föroreningar kan röra sig över extremt långa tidsperioder och bör förbättra vår förmåga att beräkna långsiktiga risker.

Den här studien, publicerad i tidningen Vetenskapliga rapporter , analyserade kristallina (granit) bergprover från ett underjordiskt system i Japan och resultaten tyder på att i många fall kan betydelsen av "bergmatrisdiffusion" vara minimal. Ytterligare analyser av ett kontrasterande kristallint bergsystem (Carnmenellis Granite, Storbritannien) bekräftar dessa resultat.

Dessa fynd leds av University of Manchester, som gäller för långlivade system, bygga vidare på tidigare laboratorie- och fältstudier under korta tidsperioder vilket också föreslog att kontaminantrörlighet i kristallina bergarter, som granit, kommer att begränsas till korta sträckor i delar av berget som är borta från stora sprickor.

Detta nya arbete har undersökt bergarter från gamla kristallina bergsystem i Japan och Storbritannien för att visa att även under långa perioder av geologisk tid är rörelsen av element inom sådan kristallint berg verkligen liten, till stor del eftersom bildandet av stora mängder små kristaller under bergets åldring verkar för att täta små öppningar och begränsa vätsketillgång till endast några millimeter av berget som gränsar till sprickor.

Professor Roy Wogelius, seniorförfattaren på denna uppsats, kommenterade:"Vi bestämde oss för att testa exakt vad vi kunde lösa när det gäller vätsketillgång till dessa stenars matris och vi blev förvånade över den extremt begränsade volymen. Men det som var mest fantastiskt för oss var fördelningen av små kristaller av karbonat mineraler genom det vi brukar tänka på som ett enhetligt block av kristallint berg.

"Här, oväntade små kristaller av kalcit dyker upp i berget och täpper ihop alla små öppningar. Dessa kristaller täpper till allt och håller det mesta av vätskan i stora sprickor utan tillgång till mindre öppningar. Detta stänger effektivt av kontaminantåtkomst till bergmassan, vilket innebär att någon förorening av rörelse sannolikt endast skulle fokusera på bergfrakturer. "