(a) Seismiskt källsystem som vanligtvis används för avbildning och övervakning av underjordiska reservoarer. (b) Källsystem för kontinuerlig övervakning i mätarskala. (c) Centimeterskala kontinuerligt övervakningskällasystem utvecklat i denna studie. Kredit:Takeshi Tsuji
Underjordisk kolbindning är ett lovande tillvägagångssätt för att bekämpa klimatförändringar, men det finns stora hinder att övervinna innan denna teknik kan tillämpas i stor skala. En ny studie från Japan kan ta itu med ett sådant hinder genom att identifiera hur man kontinuerligt och överkomligt övervakar kolreservoarer för att upptäcka läckor eller andra förändringar som kräver uppmärksamhet. Artikeln, "4 cm Portable Active Seismic Source (PASS) for Meter-to Kilometer-Scale Imaging and Monitoring of Subsurface Structures", publicerades i Seismological Research Letters
Underjordiska funktioner som kolreservoarer kan övervakas med hjälp av seismiska vågor, antingen genererade av jordbävningar eller av konstgjorda källor. Men seismisk övervakning kräver vanligtvis stora, dyra maskiner, vilket gör kontinuerlig övervakning i den skala som behövs för kolreservoarer kostsam och praktiskt taget utmanande.
En forskargrupp från Graduate School of Engineering, University of Tokyo och International Institute for Carbon-neutral Energy Research, Kyushu University har utvecklat en ultrakompakt seismisk källa i centimeterskala som kan lösa detta problem genom att tillåta kontinuerlig övervakning av kol reservoarer. Ursprungligen designades den bärbara aktiva seismiska källan (PASS) för utomjordisk användning, såsom geofysisk forskning på månen och Mars. Det finns dock många potentiella jordbaserade applikationer för PASS också.
Som huvudförfattare och WPI:s huvudforskare professor Takeshi Tsuji förklarar, "På grund av enhetens ringa storlek är vibrationerna den producerar relativt svaga, men när dessa vibrationer produceras kontinuerligt kan de resulterande signalerna staplas ihop, vilket möjliggör överföring över långa avstånd. Med en fyra centimeters motor kunde signalen sändas en kilometer – den skala som behövs för att övervaka skikt som används för att lagra koldioxid."
Dess ringa storlek gör att utplacering och drift av PASS är mycket billigare än konventionella seismiska källor, som vanligtvis är flera meter stora. Den ultrakompakta enheten kan drivas av ett 12-volts bilbatteri och kan till och med användas av drönare i områden som annars är otillgängliga.
Forskarna testade PASS på två fältplatser, en på en flodstrand och en på en avfallsvall i ett gruvområde. Enligt professor Tsuji, "PASS-systemet har stor potential för en mängd olika vetenskapliga och tekniska tillämpningar, inklusive övervakning av potentiella katastrofer som jordskred och vulkaner, och avbildning av konstgjorda strukturer som tunnlar, dammar och vallar."
Överkomligheten och det praktiska med kontinuerlig övervakning under ytan med denna nyutvecklade PASS-teknik, som tillåter detektering av plötsliga förändringar i reservoarer som kan leda till CO2 läckage, gör det särskilt värdefullt för utvecklingen av kolbindningsprojekt. Denna förbättring av dess säkerhet kan också uppmuntra allmänhetens acceptans av dessa och andra geoteknikprojekt. + Utforska vidare
