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.

Foto: Hellevang, UiO

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.

Bilde av Hellevang i mineralvekst laboratoriet. 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.

Get Adobe Flash player

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.

Emneord: CO2-lagring, Gass-væske-mineral reaksjoner
Publisert 27. jan. 2012 11:40 - Sist endret 16. aug. 2012 11:54