Tidigt på våren satt George Okoko på en avsats 15 fot uppför en smulig klippa och försökte slå av en stenbit i basketstorlek med en hammare och mejsel. Platsen var förorten Berkeley Heights, N.J. Stenen var basalt, en vanlig produkt av vulkanism. Denna sats bildades för cirka 200 miljoner år sedan, under stora utbrott som inträffade när Europa långsamt slet sig bort från Nordamerika och skapade en klyfta som blev Atlanten.

Okoko, en Ph.D. kandidat vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, var inte så mycket intresserad av geologisk historia som av en modern användning av basalt:att fånga och lagra kol permanent under den närliggande havsbotten i fast form.

Basalt ligger under stora delar av New Jersey och tros sträcka sig långt ut i Atlantens havsbotten. På land ligger den mestadels gömd under jord, andra typer av stenar, vägar, byggnader, parkeringsplatser och annan mänsklig infrastruktur.

Denna speciella häll, cirka 400 fot lång, exponerades när människor skar in i en sluttning för att skapa en smal, uppåtslingrande bana som kallas Ghost Pony Road. Idag är Ghost Pony Road inkilad uppför det ständiga bruset från Interstate 78 och en livlig genomfartsväg in till centrum.

I mer än 20 år har forskare studerat hur basaltformationer kan användas för att mildra klimatförändringarna. Bergartens kemiska egenskaper kan variera, men i många fall reagerar den naturligt med koldioxid. När dessa reaktioner äger rum låses kolet i ett fast mineral som liknar kalksten. De naturliga reaktionerna sker i långsam takt, men forskare tror att de kan påskyndas dramatiskt med en process som liknar fracking, där kol pumpas ner under högt tryck.

Redan ett projekt på Island som Lamont-forskare hjälpte till att starta skickar utsläpp från ett kraftverk till basalten nedanför. Det finns många andra potentiella platser runt om i världen, inklusive den centrala sprickdalen i Kenya, där Okoko kommer ifrån. Dito delar av USA:s östkust.

Okoko var inte på Ghost Pony Road eftersom någon förväntar sig att bygga en kolinsprutningsverksamhet där. Snarare är hans forskning inriktad på att karakterisera relaterade formationer som tros ligga under havsbotten utanför New York och New Jersey. Lamont-geofysikern David Goldberg, Okokos rådgivare, säger att de potentiellt kan absorbera stora mängder koldioxid som produceras av industrier i regionen.

Baserat på seismiska data som samlades in på 1970-talet har forskare länge misstänkt att basalter som liknar de på land ligger 30 till 60 miles offshore, under 400 till 600 fot vatten och cirka 2 000 fot sediment. Men de har ännu inte definitivt kartlagts eller provtagits.

Goldberg leder ett projekt för att lära sig mer om dem. Han påpekar att det inte bara finns gott om basalt längs kusten; likaså fabriker, oljeraffinaderier, kraftverk och cement- och stålproducenter som för närvarande släpper ut cirka 100 miljoner ton CO₂ varje år.

Utsläppen skulle kunna fångas upp direkt från dessa punktkällor och transporteras med fartyg eller rörledningar till havsbotteninjektionsplatser, säger han. Han och kollegor föreslog först denna idé för ett basaltrikt område utanför Pacific Northwest 2008, och även för Northeast i en tidning från 2010.

"Kusten är vettig", säger han. "Det är där människor finns. Det är där kraftverk behövs. Och genom att gå till havs kan du minska riskerna."

Bland annat skulle injektion i havsbottenbasalt minimera chanserna att koldioxid skulle kunna fly tillbaka till ytan innan den stelnade, eftersom utsläppen skulle tätas in av sediment ovanför stenarna. Och undervattensplatser skulle undvika behovet av att ockupera mark i denna tätbefolkade region, samt minska juridiska och jurisdiktionella hinder.

Men alla basalter är inte skapade lika. Forskare måste bättre karakterisera potentiella kolreservoarer för att se till att de skulle fungera som hoppats. Det är där Okoko kommer in. Genom att studera lättillgängliga basalter på land hoppas han och andra kunna använda dem som analoger för vad som tros vara stenar av liknande sammansättning under havet.

En tidigare studie tyder på att vissa partier av basalt i New Jersey har några av världens snabbaste kemiska reaktioner för att låsa in kol. Det måste dock jobbas mer på det, säger Goldberg. Dessutom måste stenarna innehålla tillräckligt med sprickor för att koldioxiden ska ta sig igenom sprickor och porer i stora mängder.

Okoko hade tagit med sig två medhjälpare på dagens utflykt:Lamont geokemi masterstudent Tavehon "TJ" McGarry och Alexander Thompson, en kandidat som studerar ekonomi vid Columbia College, som hade följt med på resan.

Tillsammans med att ta prover för senare labbanalyser var teamets huvuduppgift att undersöka och dokumentera tätheten och orienteringen av sprickor i berget.

Dessa sprickor kunde ha bildats genom hur många processer som helst, inklusive trycket från tidigare överliggande sedimentära bergarter som sedan har eroderats bort under miljontals år; malandet av jätteglaciärer som upprepade gånger har rört sig över detta landskap; eller jordbävningar i det avlägsna förflutna som var mycket kraftigare än magnituden 4,8 som drabbade cirka 20 miles väster om här i april 2024.

Vid flera tillfällen satte McGarry och Thompson upp en ram på 5 x 5 fot kvadratfot, kullerstenad ihop av plaströr för att avgränsa områden för noggrann inspektion och foton. Okoko klättrade upp till ett halvdussin platser med en handpulka och en mejsel för att ta ut prover.

Utsatt för väder och med vatten som sipprade ut på vissa ställen, sönderdelade grejerna aktivt; han kämpade ofta för att hitta sin fot. Varje gång han lossade en sten överlämnade han den till eleverna som lade ut den i vägkanten. Okoko kom sedan ner för att skriva in märken som indikerar stenarnas ursprungliga positioner.

Steniga, spruckna platser som dessa är idealiska livsmiljöer för giftiga kopparhuvuden och skallerormar, och New Jersey har båda. Vid ett tillfälle backade eleverna faktiskt när de såg en välkamouflerad orm uppkrupen bredvid ett stenblock. Efter det var alla försiktiga var de klev. (Närmare analys visade senare att det var en ofarlig österländsk mjölkorm.)

Teamet körde ett långt måttband mot klippans bas, och Okoko kröp fram fot för fot, räknade frakturer och gjorde detaljerade anteckningar om deras storlek och orientering i en väderbeständig anteckningsbok. Då och då drog han ut en bit lossad sten för närmare inspektion. Bakom en, i en blöt plats, hittade han en snigel som han försiktigt flyttade om.

Okoko flög en kamerautrustad drönare längs delar av klippan - en förrädisk uppgift, med tanke på att klippan delvis var avskärmad med små träd som växte upp från botten, men fortfarande bar av löv. Detta varade tills drönaren trasslade sig med en liten gren och kraschade, vilket gjorde att den var för skadad för att flyga. Som kompensation lät Okoko Thompson gå längs klippan och ta bilder med en mobiltelefon.

Efter några timmar lastade teamet några hundra pund av provblock på baksidan av en kombi och gjorde den timmeslånga resan tillbaka till Lamont campus. under de kommande månaderna kommer kollegor att utföra olika tester för att analysera deras porositet och kemiska egenskaper.

I sommar har Goldberg och kollegor ordnat så att ett flygplan flyger mer än 6 000 miles av rutnätslinjer över de misstänkta undervattensbasaltformationerna. Utrustad med instrument som mäter magnetism och gravitation kommer detta att ge mycket mer information om vad som finns där nere. Nästa steg skulle vara borrning.

Därifrån skulle saker och ting kunna gå relativt snabbt till injektion i industriell skala, säger Goldberg, beroende på forskningsresultaten. "Det kan göras på så lite som fem år", sa han. För Okokos del kommer han att återvända till Kenya i sommar för att undersöka basalter där.

Tillhandahålls av planetens tillstånd

Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.