Безопасно ли хранить углекислый газ на морском дне?

По мере того как мы отходим от ископаемых видов топлива и переживаем за климатические изменения, нам необходимо научиться улавливать углекислый газ (CO2) и хранить его около земли, чтобы он не попал в атмосферу.

Это может быть проделано путем закачки его в те же резервуары, в которых некогда хранились нефть или газ, а также помещения его в аквиферы (водоносные горизонты). Пока этот CO2 будет постепенно растворяться и в конечном итоге образует карбонатные минералы, мы будем полагаться на целостность скал, которые будут удерживать CO2 взаперти.

Инъекция углекислого газа под морское дно — весьма интересный вариант, но остаются вопросы об экологических последствиях утечки CO2. Не так давно было опубликовано исследование, в ходе которого ученые создали искусственные утечки на западном побережье Шотландии с целью определения его воздействия. Работа была проделана под руководством Джерри Блэкфорда из Морской лаборатории Плимута.

Исследователи пробурили горизонтальную скважину, уходящую под морское дно на 11 метров. Глубина воды в этом месте составляла 12 метров. Ученые наблюдали за этой областью, закачивая углекислый газ в течение приблизительно пяти недель. Сначала медленно, потом быстрее. Не имея барьера, который бы удержал газ на дне, некоторое количество CO2 утекло наверх.

Порядка 15% закачанного CO2 сбежало пузырем газа с морского дна. Остальной растворился в воде и отложениях под морским дном. Ученые смогли увидеть, что происходит под поверхностью дна. При низкой скорости закачки газ проходит через сеть трещин в мелкозернистой грязи, затем уже не так быстро диффузирует через песочные отложения. Если скорость закачки растет, через перфорированный песок пробивается «дымоход» 5-10 метров шириной.

В последнюю неделю эксперимента в верхних 25 сантиметрах отложений упал уровень pH. Стало понятно, что карбонат кальция начал растворяться, вызывая изменения pH. Химические показатели вернулись к нормальных значениям спустя пару недель после закачки CO2 отчасти потому, что восстановилось химическое равновесие и движение воды промыло зону действия.


Хватило ли этого, чтобы навредить организмам, живущим там? К концу эксперимента произошли изменения в обществе, живущем в грязи и иле. Оно вернулось в нормальное русло через пару недель, вместе с химическими показателями. Исследователи также измерили сдвиг в микробной активности, которой понадобилось больше времени, чтобы вернуться к нормальной жизни — порядка трех месяцев.

Экспериментальная утечка CO2 была небольшой, но охватила большую часть возможных сценариев утечки, которые предусматриваются в проектах по хранению CO2. Из вероятных — есть возможность утечки в старых нефтяных и газовых скважинах. Из маловероятных — есть шанс механического повреждения колодца закачки. Серьезные утечки через разломы в скалах не учитываются, но шанс такого события крайне низок.

Исследователи пришли к следующему выводу: «Это новое понимание дисперсии, влияния и восстановления предполагает, что мелкомасштабные утечки из хранилища CO2 едва ли приведут к существенным изменениям в окружающей среде.

Практический вопрос заключается в том, сможем ли мы обнаружить такие утечки в случае их возникновения. Исследователи считают, что обнаружение небольших утечек вполне возможно, но потребуется провести дополнительные работы. Нужно хорошо измерить фоновые условия — в том числе сезонные изменения, чтобы можно было предупредить аномальные события. Также понадобятся небольшие подводные аппараты, которые будут анализировать химию и пузырьки газа. Так мы сможем узнать вовремя, если углекислый газ все же сможет найти выход на поверхность.