Yuxarıdakı səmaya baxaraq və dövrümüzün ən böyük suallarından birini – iqlim dəyişikliyinə səbəb olan karbon emissiyaları ilə necə mübarizə aparacağımızı düşündüyümüz zaman potensial cavab ayağımızın altında, Yerin dərin yeraltı qatında ola bilər.

_{Sakit Okean Şimal-Qərb Milli Laboratoriyasının (PNNL) alimləri karbon dioksidi (CO 2} ) bərk qayaya çevirən bir proses hazırlayıblar . O, Yerdəki təbii prosesləri təqlid edir, lakin daha sürətli templə – minlərlə ildən bir neçə aya qədər. Lakin CO _{2-nin saxlanması} bərk minerallarda saxlanması, karbon minerallaşması adlanan bir proses, təsir göstərmək üçün kifayət qədər böyük miqyasda, təkcə kəşfdən daha çox şey tələb edir.

“Bizə CO _{2- ni ölçmək, yoxlamaq və çatdırmaq üçün yollar lazımdır}Bazaltlarda karbon minerallaşmasına öncülük edən PNNL-nin baş kimyaçısı Todd Schaef, “Torpağa qoyduğumuz

Bunu etməkdə Şefin komandasında təcrübə keçən Madeline Bartels kömək etdi. Onun araşdırması Analytical Chemistry jurnalında dərc olunub , karbon mineral molekullarını daha əvvəl heç kimin ölçmədiyi bir miqyasda hesablayır – milyonda 100 hissədən az.

“Biz əslində qayada nə qədər karbon tutduğumuzu görə bilərik” dedi Bartels. “Təsəvvür edin ki, futbol meydançasına oyun kartı qoyursunuz. Bu, milyonda bir hissənin miqyasına bərabər olardı, lakin bunun əvəzinə biz kiçik bir toz halında olan qaya nümunəsindəki karbon minerallarının miqdarını ölçürük.”

Əvvəllər sanki tribunaların yuxarı cərgəsindən meydanda o oyun kartlarına baxırdılar. İndi onlar yaxından görünüşlə meydandadırlar.

Birləşmiş Ştatlar ildə 6,300 milyon metrik tondan çox karbon qazı emissiya edir. 2013-cü ildə Wallula Bazalt Pilot Nümayiş sahəsində PNNL karbon saxlama texnikasından istifadə edərək, tədqiqatçılar yer altına 977 metrik ton maye CO ₂ vurdular , 22 aydan sonra onu yenidən nəzərdən keçirdilər və bərk minerala çevrildiyini tapdılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722026079&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-underground-co8322-storage-carbon-mineralization.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90L0EpQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNi4wLjY0NzguMTg1Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODUiXV0sMF0.&dt=1722026079484&bpp=3&bdt=724&idt=417&shv=r20240724&mjsv=m202407230101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D4affe4131dd5dd5c%3AT%3D1721801852%3ART%3D1722025811%3AS%3DALNI_MbUC-Ae2mgUQk_YcX7zH0MS_3PKkA&eo_id_str=ID%3D88459bb7dce951d5%3AT%3D1721801852%3ART%3D1722025811%3AS%3DAA-AfjbtvqJSL4Gv5AGhtgiPqyom&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8674634085877&frm=20&pv=1&ga_vid=994546572.1721801825&ga_sid=1722026080&ga_hid=558670129&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=2&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=2175&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C44795921%2C95331832%2C95334525%2C95334829%2C95337027%2C95337869%2C95338260%2C95336522%2C95336267%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=4418468102691103&tmod=600810080&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-air-pollution-falls-london-vehicle.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=470

_{CO 2-nin} qayaya çevrildiyini necə bilirik ?

_{Karbon minerallaşması CO 2-ni} böyük miqdarda bağlaya bilsə də , ABŞ-da hələ də kommersiya miqyaslı layihə olmayıb. CO _2-nin yeraltı vurulması üçün xüsusi icazə tələb olunur, lakin sənaye tələbləri hələ də işlənib hazırlanır və sınaqdan keçirilir.

“Energetika Departamenti, icmalar, maraqlı tərəflər, sənaye və milli laboratoriyalar bazaltlarda və digər reaktiv süxurlarda minerallaşma yolu ilə CO _2- nin davamlı, təhlükəsiz və təhlükəsiz saxlanması üçün ən yaxşı alətlərə malik olduğumuzu təmin etmək üçün birlikdə işləyirlər” dedi Quin Miller, kağızın həmmüəllifi və Bartelsin mentoru.

Standart olaraq qəbul edilərsə, termoqravimetrik analiz kütlə spektrometriyası (TGA-MS) texnikası bir gün özəl şirkətlər tərəfindən CO _2-nin nə qədər bağlandığını ölçmək və yoxlamaq üçün istifadə edilə bilər.

İki Enerji Departamentində, Müəllimlər və Alimlər üçün Elm İşçi Qüvvəsinin İnkişafı Bürosu SULI-də iştirak edən Bartels, “Bir bakalavr olaraq üzərində işlədiyim tədqiqatın sahəyə əhəmiyyətli töhfə verə biləcəyi həqiqətən gözəldir” dedi. Yale Universitetində bakalavr dərəcəsi qazanarkən təcrübə təyinatları.

TGA-MS test kimi Wallula quyusundan alınmış qazma kəsici nümunələri üzərində aparılmışdır.

“Biz qaya nümunələrini çox incə və toz halına gətirdik və az miqdarda – təxminən günəbaxan toxumu ölçüsündə – qızdırılan və nümunənin çəkisini izləyən bir maşına qoyduq” dedi Bartels.

Yüksək istilikdə müxtəlif reaksiyalar baş verir. Su molekulları və CO ₂ molekulları nümunədən çıxarılır və kütlə spektrometrinə qoşulmuş kiçik bir boruya daxil olurlar.

“Karbonun miqdarını və mənbəyini ayırd etmək çətin ola bilər” dedi Miller. “Biz qayalara rentgen şüaları çəkmək və karbonatlara bu şəkildə baxmağa çalışmaq kimi bir çox şey edə bilərik, lakin TGA-MS bizə rentgen aparatımızla aşkar edə bildiyimizdən daha kiçik miqdarlara baxmağa imkan verir. şüalar.”

Texnika tədqiqatçılara boru vasitəsilə kütlə spektrometrinə daxil olan karbon minerallarının miqdarını ölçməyə imkan verdi. Mineralları milyonda 48 hissədən ibarət kiçik səviyyədə aşkar etdilər, TGA-MS kəmiyyətini iki rəqəmli rəqəmlərə endirdiyi məlum olan ilk araşdırma. Ölçmələrdən istifadə edərək, PNNL komandası karbon minerallarının çəkisini onların TGA-MS siqnalı ilə əlaqələndirmək üçün kalibrləmə əyrisi yaratdı və bu onlara nümunədəki karbon minerallarının miqdarını ölçməyə imkan verdi.

Karbon mineralizasiyası üzrə mütəxəssislərin gələcək nəslinə mentorluq etmək

Tədqiqat sahəsi inkişaf etdikcə, Schaef və Miller karbon minerallaşmasının PNNL kəşfini kommersiya miqyasına çatdırmağa və tələbələri və erkən karyera tədqiqatçılarını karbon idarəetmə həlləri axtarışına qoşulmağa ruhlandırmağa sərmayə qoyurlar.

“Madeline-nin SULI-də iştirakı ona təcrübə əldə etmək, ilk müəllif kimi məqalə dərc etmək və üz qabığında göstərilmək imkanı verdi. Bu, əla, təsirli iş idi” dedi Miller. “Bu komandada nə qədər çox insan varsa, bu araşdırmanın miqyasını artırmaq üçün bir o qədər çox perspektivlər, ideyalar və üsullar təqdim olunur.”

Bartels bu yay SULI stajçısı kimi yenidən PNNL-ə qoşuldu və aspirant kimi karbon minerallaşması və geokimya tədqiqatlarını davam etdirməyi planlaşdırır.

“Milli laboratoriya olaraq biz gələcək nəsli aldatmaq istəyirik və biz burada edirik” dedi Schaef. “Mən 32 ildən artıqdır ki, bu sahədəyəm və Madeline kimi daha çox insanı cəmiyyətin üzləşdiyi bu çağırışların həlli yollarını tapmaq üçün öyrətmək istərdim.”

Daha çox məlumat: Madeline F. Bartels et al, Parts-Per-Million Carbonate Mineral Quantification with Thermogravimetric Analysis– Mass Spectrometry, Analytical Chemistry (2024). DOI: 10.1021/acs.analchem.3c03936

Jurnal məlumatı: Analitik Kimya