Die unterirdische Kohlenstoffbindung ist ein vielversprechender Ansatz zur Bekämpfung des Klimawandels, aber es gibt noch große Hindernisse zu überwinden, bevor diese Technologie in großem Maßstab angewendet werden kann. Eine neue Studie aus Japan könnte ein solches Hindernis angehen, indem sie aufzeigt, wie Kohlenstoffspeicher kontinuierlich und kostengünstig überwacht werden können, um Lecks oder andere Veränderungen zu erkennen, die Aufmerksamkeit erfordern. Der Artikel „4 cm Portable Active Seismic Source (PASS) for Meter-to Kilometer-Scale Imaging and Monitoring of Subsurface Structures“ wurde in veröffentlicht Seismologische Forschungsbriefe
Unterirdische Merkmale wie Kohlenstoffreservoirs können mit seismischen Wellen überwacht werden, die entweder durch Erdbeben oder durch künstliche Quellen erzeugt werden. Die seismische Überwachung erfordert jedoch normalerweise große, teure Maschinen, was eine kontinuierliche Überwachung in den für Kohlenstoffspeicher erforderlichen Größenordnungen unerschwinglich und praktisch schwierig macht.
Eine Forschungsgruppe der Graduate School of Engineering, der University of Tokyo und des International Institute for Carbon-Neutral Energy Research der Kyushu University hat eine ultrakompakte seismische Quelle im Zentimetermaßstab entwickelt, die dieses Problem lösen kann, indem sie eine kontinuierliche Überwachung des Kohlenstoffs ermöglicht Stauseen. Ursprünglich wurde die Portable Active Seismic Source (PASS) für außerirdische Zwecke wie die geophysikalische Forschung auf Mond und Mars entwickelt. Es gibt jedoch auch viele potenzielle erdbasierte Anwendungen für den PASS.
Wie der Hauptautor und Hauptforscher des WPI, Professor Takeshi Tsuji, erklärt: „Aufgrund der geringen Größe des Geräts sind die von ihm erzeugten Vibrationen relativ schwach, aber wenn diese Vibrationen kontinuierlich erzeugt werden, können die resultierenden Signale gestapelt werden, was eine Übertragung über große Entfernungen ermöglicht. Mit einem Vier-Zentimeter-Motor könnte das Signal einen Kilometer weit übertragen werden – die Entfernung, die für die Überwachung von Schichten erforderlich ist, die Kohlendioxid speichern.“
Seine geringe Größe macht den Einsatz und Betrieb des PASS viel kostengünstiger als herkömmliche seismische Quellen, die typischerweise mehrere Meter groß sind. Das ultrakompakte Gerät kann mit einer 12-Volt-Autobatterie betrieben und sogar per Drohne in sonst unzugänglichen Bereichen eingesetzt werden.
Die Forscher testeten den PASS an zwei Feldstandorten, einen an einem Flussufer und einen an einem Abraumdamm in einem Bergbaugebiet. Laut Professor Tsuji „hat das PASS-System ein großes Potenzial für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Anwendungen, einschließlich der Überwachung potenzieller Katastrophen wie Erdrutsche und Vulkane und der Abbildung von künstlichen Strukturen wie Tunneln, Dämmen und Böschungen.“
Die Erschwinglichkeit und Praktikabilität der kontinuierlichen Untergrundüberwachung mit dieser neu entwickelten PASS-Technologie, die die Erkennung plötzlicher Änderungen in Reservoirs ermöglicht, die zu einem Austreten von CO2 führen könnten, machen sie besonders wertvoll für die Entwicklung von Kohlenstoffbindungsprojekten. Diese Verbesserung seiner Sicherheit kann auch die öffentliche Akzeptanz dieser und anderer Geoengineering-Projekte fördern.
4 cm tragbare aktive seismische Quelle (PASS) für die Bildgebung und Überwachung von unterirdischen Strukturen im Meter- bis Kilometermaßstab, Seismologische Forschungsbriefe (2022).
Bereitgestellt von der Universität Kyushu, I2CNER