日期：2016年6月9日
来源：南安普敦大学（University of Southampton）
摘要：近日，一个国际研究团队发现了一种方法可以将人类排放到大气中的二氧化碳转化为石头，且该方法具有较大的可行性。这项研究成果首次表明：可以将大气中的温室气体二氧化碳注入火山基岩，使其与围岩反应，生成环境友好的矿石，最终迅速实现二氧化碳的永久封存。
在碳固定试点实验中，利用导线金刚石钻进设备在地下150米深处进行钻取被注入二氧化碳后的岩心样本。从上图中可以看到Hellisheidi地热发电厂排放出的蒸汽。
近日，一个国际研究团队发现了一种方法可以将人类排放到大气中的二氧化碳转化为石头，且该方法具有较大的可行性。
这项发表在《科学》（Science）杂志上的研究成果首次表明：可以将大气中的温室气体二氧化碳（carbon dioxide ，CO2）注入火山基岩，使其与围岩反应，生成环境友好的矿石，最终迅速实现二氧化碳的永久封存。
历史上，曾经发展出多种温室气体减排措施和应对气候变化的方案，其中一种是碳捕获与封存（Carbon Capture and Storage ，CCS）技术，即通过物理方法，捕获大气中的二氧化碳，并将其埋入地下。地理工程师一直在探索如何将CO2气体埋入诸如废弃的油气田之类的地下孔隙。但是现有的方法都容易造成泄露，所以，科学家们将研究重点转向碳的矿化，并希望以此实现CO2的永久固定。
之前，人们一直认为这个过程需要花费数百乃至数千年，因而该方案一直被认为是不切实际的。但是，近日一项由哥伦比亚大学（Columbia University），冰岛大学（University of Iceland），图卢兹大学（University of Toulouse）和雷克雅未克能源（Reykjavik Energy）公司共同领导的一项研究表明：这个过程仅仅需要两年即可完成。
这篇论文的第一作者是Juerg Matter博士，他是南安普敦大学地理工程系副教授。他介绍道，“我们的研究结果表明：在被注入地下的二氧化碳中，有95%到98%的二氧化碳在两年内发生了矿化，这个速度令人惊讶。”
这些气体被注入位于冰岛研究站的深井中。作为火山岛，冰岛地质成分中的90%为玄武岩，这种岩石富含诸如钙，镁和铁之类的矿物质元素，而这对碳的矿化是必须的。目标存储岩石位于地下400到800米，CO2在被溶解于水中后，注入井中，并且与周围的玄武岩迅速反应，生成碳酸盐矿物。
“碳酸盐矿物不会从地表泄露，因此我们的新方法实现了永久并环保的封存CO2的目标。” Matter博士评价道，他就职于南安普敦大学海事研究所（Marine and Maritime Institute），同时兼任哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站（Lamont-Doherty Earth Observatory）资深科学家。“另一方面，玄武岩是地球上最常见的岩石类型之一，它具有大量储存CO2的潜力。”
为了监测地下发生了什么，研究团队同时向井中注入“示踪剂”，该示踪剂是一种化学物质，可以准确地追踪CO2的运输路线和化学反应。研究站有8个监测井，研究人员能够在这里监测水中的化学物质是如何改变的。研究人员发现，在地下水迁移至监测井时，示踪剂的浓度减小，这表明CO2 已经发生矿化作用。
“以碳酸盐矿物的形式储存/封存CO2，不仅显著增强了储存/封存的安全性，还可以提高公众对碳捕获与封存技术的接受程度。”Matter博士称赞道。
“我们的研究规模还比较小。所以，接下来碳固定项目组将要提高CO2在玄武岩中的存储量。目前，研究人员正在雷克雅未克能源公司的Hellisheidi地热发电厂进行实验。在那里每年有超过5,000吨的CO2 被捕获和储存。”
这项研究是碳固定项目中的一部分，该项目由欧洲委员会和美国能源部资助。他们希望在这个项目中，利用工业现场，实验室和模拟研究的方法，找到可以将人类排放的CO2储存于玄武岩的方法。
文章来源：
上述材料由南安普敦大学提供。
翻译：杨镐羽 审稿：林然
内容源：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160609142426.htm
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