Erloschener Vulkan vor der Küste könnte Gigatonnen Kohlendioxid speichern

Eine neue Studie veröffentlicht in Geologie kommt zu dem Schluss, dass ein erloschener Vulkan vor der Küste Portugals bis zu 1,2–8,6 Gigatonnen Kohlendioxid speichern könnte, was etwa 24–125 Jahren der Industrieemissionen des Landes entspricht.

Zum Vergleich: Nach Angaben des Global CCS Institute wurden im Jahr 2022 durch internationale Bemühungen zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung insgesamt 42,6 Megatonnen (0,0426 Gigatonnen) Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt. Die neue Studie legt nahe, dass die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung in Offshore-Unterwasservulkanen eine vielversprechende neue Richtung für die Entfernung und Speicherung viel größerer Mengen des Treibhausgases aus der Atmosphäre sein könnte.

„Wir wissen, dass die meisten Länder, einschließlich Portugal, Anstrengungen unternehmen, um die Wirtschaft und unsere menschlichen Aktivitäten zu dekarbonisieren. Dies ist eine Botschaft, dass dies eines der Instrumente zur Lösung des Problems sein könnte“, sagt Ricardo Pereira, Geologe an der NOVA School of Wissenschaft und Technologie und Mitautor der Studie.

Die Speicherung von Kohlendioxid in einem erloschenen Vulkan würde auf einem Prozess beruhen, der als „In-situ-Mineralkarbonisierung“ bekannt ist. Dabei reagiert Kohlendioxid mit Elementen in bestimmten Gesteinsarten zu neuen Mineralien, die das Kohlendioxid sicher und dauerhaft speichern. Elemente wie Kalzium, Magnesium und Eisen bilden zusammen mit Kohlendioxid die Mineralien Calcit, Dolomit und Magnesit.

Gesteine, die große Mengen an Kalzium, Eisen und Magnesium enthalten, sind ideale Kandidaten für diesen Prozess – etwa die vulkanischen Basalte, die den größten Teil des Meeresbodens ausmachen. Mit diesem Wissen haben die Forscher aus mehreren Gründen einen Offshore-Vulkan ins Visier genommen: Die Struktur des Vulkans könnte eine ideale Architektur für die Kohlenstoffinjektion und -speicherung bieten, die Gesteine ​​sind vom richtigen Typ für die beteiligten Reaktionen und der Standort ist nicht allzu groß Populationen, aber auch nicht zu weit.

Die meisten Projekte zur Kohlenstoffabscheidung basieren auf der Injektion von Kohlendioxid in poröse Sedimentbecken, die versiegelt sind, um eine Migration des Gases aus den Lagerstätten zu verhindern. In diesen Fällen beginnt der Kohlenstoff schließlich, Mineralien zu bilden, allerdings nur über längere Zeiträume – Jahrzehnte bis Jahrhunderte. Im Jahr 2016 veröffentlichten Forscher Erkenntnisse, dass 95 % des Kohlendioxids, das in unterirdische Basalte in Island injiziert wurde, innerhalb von nur zwei Jahren mineralisiert war. Die viel kürzere Mineralisierungszeit macht den Prozess sicherer und effektiver – sobald Kohlenstoff in Mineralien gespeichert ist, sind Probleme wie mögliche Lecks kein Problem mehr.

Davide Gamboa, Geologe an der Universität Aveiro und Co-Autor der Studie, erklärt: „Was die Mineralkarbonisierung wirklich interessant macht, ist die Zeit. Je schneller sie in ein Mineral gelangt, desto sicherer wird es, und sobald es ein Mineral ist, es ist dauerhaft.“

Die Forscher untersuchten das Speicherpotenzial des alten Vulkans Fontanelas, der teilweise etwa 100 Kilometer vor der Küste von Lissabon vergraben liegt und dessen Gipfel etwa 1500 Meter unter dem Meeresspiegel liegt.

Um die potenzielle Menge an Kohlendioxid abzuschätzen, die an diesem Standort gespeichert werden könnte, verwendeten die Autoren seismische 2D- und 3D-Studien des Unterwasservulkans, die während der Offshore-Ölexploration entstanden waren, sowie Daten von Proben, die aus dem Gebiet ausgebaggert wurden im Jahr 2008. Die ausgebaggerten Proben enthielten natürlich gebildete Karbonatmineralien, was darauf hindeutet, dass die zur Speicherung von Kohlenstoff erforderlichen chemischen Reaktionen bereits stattfanden und dass gezielte Bemühungen zur Mineralisierung von Kohlenstoff in diesen Gesteinen erfolgreich sein dürften.

Die Proben hatten auch einen Porenraum von bis zu 40 % – das heißt, es gibt Räume innerhalb des Gesteins, in die Kohlendioxid injiziert und mineralisiert werden könnte. Die Forscher weisen auch darauf hin, dass Schichten mit geringer Permeabilität, die an den Flanken des Vulkans abgebildet wurden, dazu beitragen könnten, das Kohlendioxid einzudämmen, bevor es mineralisiert wird.

Während diese Studie eine große potenzielle Kohlenstoffspeicherkapazität am Vulkan Fontanelas zeigte, betonen die Autoren, dass es an vielen anderen Orten auf der Welt möglicherweise ähnliche Offshore-Vulkane gibt, die Kandidaten für die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung sein könnten.