Η συνεχής αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου (όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο) παίζει καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη της κλιματικής κρίσης και καθιστά απαραίτητη την εύρεση μεθόδων που μπορούν να περιορίσουν αυτή την αύξηση. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιας μεθόδου είναι η δέσμευση και γεωλογική αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε υπόγειους αποθηκευτικούς χώρους που δημιουργήθηκαν από ιζήματα (ιζηματογενείς ταμιευτήρες) όπως σημεία με εξαντλημένα αποθέματα φυσικού αερίου και πετρελαίου.
Δέσμευση και αποθήκευση του άνθρακα σε στερεά ορυκτά
Οι προαναφερόμενοι αποθηκευτικοί χώροι πρέπει να πληρούν ορισμένες προϋποθέσεις όπως επαρκή χώρο, δυνατότητα έγχυσης και περιορισμού του CO2 και κατάλληλο βάθος ώστε να ισχύουν οι απαραίτητες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Όταν οι συνθήκες καταστούν ιδανικές, ένα μικρό ποσοστό του εγχεόμενου διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να κατακάτσει και να μετατραπεί σε ανθρακικό ορυκτό. Ο μηχανισμός αυτός είναι γνωστός ως “CO2 mineral trapping” δηλαδή δέσμευση και μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε μορφή ορυκτών, και προσφέρει μια μόνιμη και ασφαλή λύση για την αποθήκευση του αερίου.
Η μελέτη και τα αποτελέσματα
Σύμφωνα με την ερευνητική δουλειά των Soeder et. al1 Soeder, Daniel J., et al. “Microbial Mineralization of Carbon Dioxide in Depleted Oilfields.” AGU23, 12 Dec. 2023, agu.confex.com/Paper/1274396. τα προκαταρκτικά αποτελέσματα της οποίας παρουσιάστηκαν στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης Γεωφυσικής τον Δεκέμβριο του 2023, ορισμένα είδη βακτηρίων μπορούν να επιταχύνουν την παραπάνω διαδικασία χρησιμοποιώντας ένα ένζυμο γνωστό ως καρβονική ανυδράση μειώνοντας έτσι τους χρόνους μετατροπής σε άνθρακα από έτη, σε μήνες ή εβδομάδες. Ωστόσο, λόγω των ακραίων συνθηκών που επικρατούν σε αυτά τα βάθη, η εύρεση μικροβίων ανθεκτικών σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις εμφανίζει κάποιες δυσκολίες. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε βακτήρια που είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, πιέσεις και περιεκτικότητα αλάτων σε θαλασσινό νερό (Bacillus sp., Geobacillus sp. και Persephonella marina αντίστοιχα). Τα ακριβή στελέχη που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη δεν έχουν δημοσιευτεί ακόμη εν αναμονή της απονομής διπλώματος ευρεσιτεχνίας (πατέντα).
Η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε εργαστηριακά πειράματα σε πλήθος θερμοκρασιών, πιέσεων και οξύτητας (pH), με διάρκεια από 24 ώρες έως 3 εβδομάδες. Ως υπόβαθρο χρησιμοποιήθηκαν πετρώματα και ορυκτά πυριγενούς προέλευσης, δηλαδή πετρώματα και ορυκτά που είτε κρυσταλλώθηκαν μέσα στο μάγμα, είτε όταν αυτό εκχύθηκε από κάποιο ηφαίστειο με τη μορφή λάβας. Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα έδειξαν ότι πίεση 500 bars (περίπου 500 φορές μεγαλύτερη από την πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας) και θερμοκρασία 80°C αποτελούν βέλτιστες συνθήκες ώστε τα βακτήρια να παράγουν κρυστάλλους ασβεστίτη πάνω σε διοψίδιο (είδος πετρώματος), επιτυγχάνοντας έτσι τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα με τη μορφή ορυκτών. Ορατά ανθρακικά άλατα υπήρξαν μέσα σε δέκα ημέρες.
Η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε ανθρακικά ορυκτά έχει ως αποτέλεσμα τη μόνιμη δέσμευσή του. Τα ορυκτά που κρυσταλλώνονται, θα φράξουν τους πόρους των πετρωμάτων στα οποία θα αναπτυχθούν, εμποδίζοντας έτσι τη μετανάστευση υγρών και αναστέλλοντας τις ανεξέλεγκτες εκπομπές αερίων από εγκαταλελειμμένα σημεία εξόρυξης πετρελαίου και φυσικού αερίου στα οποία δύναται να εφαρμοστεί η παρούσα τεχνική.
Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα των ερευνητών θα πρέπει να εξεταστούν και από ομοτίμους στο πλαίσιο δημοσίευσης τους σε επιστημονικό περιοδικό. Αν και η χρήση βακτηρίων για τη γεωλογική αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί σε μεγάλη κλίμακα και εκτός εργαστηρίου, τα ευρήματα της παρούσας μελέτης ανοίγουν τον δρόμο για νέες μεθόδους αντιμετώπισης της κλιματικής κρίσης.
