حفظ محيط زيست با تبديل دي اكسيد كربن به سنگ

جذب كربن از اتمسفر و ذخيره‌ي آن يكي از راه‌هايي است كه براي جلوگيري از تغييرات آب و هوايي شديد ناشي از دي اكسيد كربن پيشنهاد شده است كه البته با خطراتي همچون آزاد شدن ناگهاني اين ذخيره‌ي خطرناك رو به رو است. براي رفع اين مساله پژوهشگران راه حلي را پيشنهاد كرده‌اند كه به انديشه متخصصين مي‌رسد اين اشكال را به شيوه‌اي مناسب بر‌طرف خواهد كرد. آن‌ها در اين روش گاز دي اكسيد كربن را به درون سنگ‌هاي آتشفشاني تزريق مي‌كنند تا در طول دو سال گاز به حالت جامد در بيايد فرايندي كه به صورت طبيعي قرن‌ها به طول مي‌انجامد.

البته حتي با وجود اين روش هنوز پرسش‌هاي زيادي پيش روي ما قرار دارد. آيا اين روش ما را بيشتر از پيش به سوخت‌هاي فسيلي وابسته مي‌كند؟ آيا اين روش چراغ سبزي براي سوزاندن بيشتر سوخت يا قطع بيشتر درختان خواهد بود؟ يا حتي اينكه ايمني طولاني مدت اين روش تا چه حد است؟

در اين روش ترسيب كربن، گاز دي اكسيد كربن – به ويژه در واحدهاي بزرگ توليدي يا نيروگاه‌ها- پيش از آنكه وارد جو شود، طي فرايندي شيميايي به درون بستري جامد وارد مي‌شود و در نتيجه اتمسفر از اثرات گرمايشي آن ايمن خواهد بود. به صورت خلاصه در اين روش، گاز ابتدا فشرده مي‌شود تا حجم آن كاهش پيدا كند و به گاز دي اكسيد كربن فوق بحراني تبديل شود. اين گاز فوق بحراني به صورت مايعي شناور رفتار مي‌كند در نتيجه ذخيره كردن آن به اين حالت احتمال نشتي بسيار بالايي را به همراه دارد به طوري كه برخي از كشور‌ها به همين دليل اين روش را ممنوع كرده‌اند. يكي از راه‌هايي كه براي از بين بردن امكان نشتي پيشنهاد شده، بهره گيري از واكنش‌هاي شيميايي است تا با حذف گاز امكان نشت آن نيز از بين برود. براي اين كار نيز تاكنون راه‌هايي همچون استفاده از پسماند‌هاي قهوه يا خارپوست دريايي پيشنهاد شده است كه البته بهترين روش در اين بين استفاده از سنگ‌هاي آتشفشاني بوده است تا با واكنش بين مواد شيميايي موجود در آن‌ها با دي اكسيد كربن، گاز به شكل ماده‌ي معدني كربناتي در بيايد.

البته اين روش يك ايراد بزرگ دارد و آن طول مدت زماني است كه فرايند شيميايي به طول مي‌انجامد، در نتيجه در صورت به كارگيري آن بايد تا مدت‌ها از آن به شكل دائمي مراقبت كرد كه اين موضوع هزينه‌هاي كار را به شدت افزايش مي‌دهد. اين هزينه‌ي بالا موجب مي‌شود كه نتوان از اين روش به عنوان روشي مناسب براي ذخيره‌ي گاز دي اكسيد كربن (به ويژه در حجم‌هاي بالا) بهره برد.

از سال ۲۰۰۷، گروهي از دانشمندان طي پژوهشي متوجه شدند كه سنگ‌هاي بازالتي مناطق زمين گرمايي آيسلند قادرند به شكل طبيعي دي اكسيد كربن را ذخيره كنند. اين يافته موجب شد تا آن‌ها به فكر به كارگيري سازوكار اين پديده براي سريع‌تر كردن فرايند ترسيب كربن بيافتند.

در اين حالت، به جاي فشرده كردن گاز دي اكسيد كربن به صورت گاز فوق بحراني، از آن براي توليد آب كربناته استفاده كرده و سپس ۲۴۸ تن از آن را به زير زمين تزريق مي‌كنند تا در برخورد با سنگ‌هاي بازالتي موجود در زير زمين كه غني از موادي همچون كلسيم، منيزيم و آهن هستند اين مواد در آب حل شوند و با دي‌اكسيد كربن موجود در آب وارد واكنش دهند. آنچه كه پژوهشگران را در اين روش شگفت زده كرده است ميزان دي اكسيد كربني است كه در اين روش به حالت جامد در مي‌آيد. براي اين كار آن‌ها نشانگرهايي را طي فرايند به چاه‌ها افزودند كه در نهايت نشان از جذب ۹۵ تا ۹۸ درصدي دي اكسيد كربن در اين روش طي مدت دو سال داشتند. بازده بالاي نتايج اين گروه در دانشگاه ساوثهمپتون كه توسط دكتر جئونگ متر (دكتراي مهندسي زمين‌شناسي) رهبري مي‌شد در مقايسه با نتايج پيشين بسيار اميدوار كننده به انديشه متخصصين مي‌رسد.

اين گروه هم اكنون در حال به كارگيري اين روش در مركز انرژي زمين گرمايي Reykjavik هستند كه مطالعات اصلي نيز در آن جا صورت گرفته است. آن‌ها به كمك اين روش سالانه حدود ۵۰۰۰ تن دي اكسيد كربن را به شكل جامد در مي‌آورند. اين ميزان اگرچه در نگاه اول عدد بزرگي به انديشه متخصصين مي‌آيد اما در مقايسه با ميلياردها تن دي اكسيد كربني كه سالانه به جو وارد مي‌شود بسيار ناچيز است. البته خبر خوب اين است كه سنگ‌هاي بازالتي در زير سطح زمين بيش از هر نوع سنگ ديگري يافت مي‌شوند. با اين همه حضور اين سنگ‌ها در سطح زمين چيزي حدود ۱۰ درصد است كه چندان هم زياد نيست ولي مي‌توان اميدوار بود با قدري دشواري بيشتر بتوان از اين روش در ديگر مكان‌هاي زمين نيز بهره برد.

اين روش مزيت‌هايي دارد؛ مثلا در اين روش دي اكسيد كربني كه به شكل كربنات در آمده است ديگر قابليت نشتي يا بازگشت به اتمسفر را نخواهد داشت در نتيجه مي‌توان از چنين روشي به عنوان راه حلي دائمي و نسبتا زيست محيطي براي كاهش دي اكسيد كربن وارد شده به جو استفاده كرد. آنچه كه در اين بين اهميت پيدا مي‌كند يافتن روشي است كه بتوان از اين فرايند در ديگر نقاط جهان نيز به سادگي بهره برد. نتيجه‌ي پژوهش‌هاي اين پروژه در نشريه‌ي علمي Science به چاپ رسيده است.