CO2 danner krystaller
Mineraler og krystaller appellerer til vår estetiske sans helt enkelt ved å være vakre å se på. Men kanskje kan de bestemte, ordnede strukturene være med på å løse vår tids store utfordring med klimagassen CO2 også? Injeksjon og lagring av CO2 i grunnen kan føre til at mineraler sakte løses opp, og erstattes av nye flotte krystaller.
Framvekst av nye mineraler ved tilførsel av CO2.
Fascinasjonen for krystaller har gjort at Helge Hellevang i eksperimenterer pumper CO2 gjennom steinprøver. - I avanserte mikroskop kan vi se hvordan de karakteristiske ”byttedyr”-mineralene spises opp og erstattes av ”rovdyrene”, og blir til nye vakre krystaller, forteller han begeistret. Hensikten med forsøkene er å kunne forutsi hvilke mineraler som dannes ved injeksjon av CO2 i reservoarer og akviferer for å bli kvitt klimagassen en gang for alle. Byttedyr mineralene er stabile under vanlige forhold. Men når CO2 injiseres endres forholdene, og nye stabile mineraler dannes som inneholder mer karbon, - karbonater. På den måten blir CO2 fjernet. Genialt, ikke sant?
I reservoarer er det strømningen av væske eller gass i hulrommene mellom mineralkornene og krystallene. Forandringer i formen av disse vil forandre strømningen, og da spesielt rundt injeksjonspunktet kan dette bli kritisk. Dette må man ha forståelse for før man setter igang en stor operasjon med CO2-injeksjon.
Helge Hellevang "dyrker" fram nye krystaller ved hjelp av CO2 i laboratoriet. Han er forsker ved Universitetet i Oslo sin del av forskningssenter for miljøvennlig energi FME SUCCESS.
I de nøye kontrollerte laboratorieeksperimentene varierer Helge Hellevang og studentene hans forholdene som temperatur og trykk, og på den måten gjenspeiler forholdene på det dypet i jordskorpen karbondioksiden vil befinne seg ved CO2-lagring. I tillegg varieres også mengden av CO2 og annen sammensetning av vannet som strømmer gjennom steinprøvene. Til slutt studeres prøvene i elektronmikroskopet som gjør det mulig å se inne i prøven hvilke mineraler og krystaller som finnes der, og dokumentere dette med bilder. - Bildene er svart/hvit. Vi har derfor brukt Photoshop for å fremheve rovdyr-mineralene på bildene, forteller Helge. Så langt viser resultatene at CO2-mineral interaksjonene er mye mer dynamiske og sammensatte enn vi trodde. De første resultatene viser:
- den første fasen av karbonat erstattes av rovdyr-like karbonater
- lokale kjemiske variasjoner kontrollerer størrelsen og fordelingen av sekundære karbonater på overflaten og i sprekker
- andre primære mineraler som silika, danner grunnlaget for vekst av karbonater
- og små variasjoner i sammensetningen av vannløsningen som strømmer igjennom steinprøven gir opphav til en rekke forskjeller i størrelse, form og fordeling av krystaller.
Klikk på de små bildene for å se større versjoner.
- Forskning tar min fascinasjonen for disse ordnede strukturene et skritt videre, og beskriver prosessene som skjer naturlig som en konsekvens av at balansen i lageret forskyves ved CO2-injeksjon. Bedre forståelse av mineralvekst gjør oss i stand til å lage modeller som kan forutsi effekten av CO2 over lang tid, tusner av år, avslutter Helge Hellevang.