已熄灭的近海死火山可能储存了多达86亿吨的二氧化碳

一项新的研究表明，葡萄牙的一座离岸死火山有可能储存1.2-8.6千兆吨的二氧化碳，相当于该国24-125年的工业排放。该方法涉及"原地矿物碳化"，即二氧化碳与特定的岩石元素发生反应，形成新的、安全储存的矿物。这种高效和快速的方法可以为在全球范围内利用其他近海火山进行碳捕获和储存铺平道路。

发表在科学杂志《地质学》上的一项新研究得出结论，葡萄牙海岸的一座死火山可以储存多达1.2-8.6千兆吨的二氧化碳，相当于该国约24-125年的工业排放。作为背景，根据全球碳捕集与封存研究所，在2022年，共有42.6兆吨（0.0426千兆吨）的二氧化碳被国际碳捕集与封存工作从大气中移除。这项新的研究表明，在近海水下火山中进行碳捕集与封存可能是一个有希望的新方向，可以从大气中清除和封存更大量的温室气体。

"我们知道包括葡萄牙在内的大多数国家正在努力使经济和我们的人类活动脱碳，这是一个信息，这可能是解决问题的工具之一，"NOVA科技学院的地质学家和该研究的共同作者Ricardo Pereira说。

Fontanelas火山的示意性横截面，表明可能的二氧化碳封存地点。图像/ Pereira and Gamboa, 2023

在死火山中储存二氧化碳将依靠一个被称为"原地矿物碳化"的过程。在这个过程中，二氧化碳与某些类型的岩石中的元素发生反应，产生新的矿物，安全和永久地储存二氧化碳。钙、镁和铁等元素与二氧化碳结合，分别形成方解石、白云石和菱镁矿等矿物。含有大量钙、铁和镁的岩石是这一过程的理想候选者，例如构成大多数海底的火山玄武岩。了解到这一点后，研究人员将目标锁定在一座近海火山上，原因是：火山的结构可以为碳的注入和储存提供一个理想的架构，岩石是所涉及的反应的正确类型，而且位置不会离大量人口太近，但也不会太远。

大多数碳捕集项目都依赖于将二氧化碳注入多孔沉积盆地，这些盆地被密封以防止气体从储层中迁移。在这些情况下，碳最终会开始形成矿物质，但只有在较长的时间段内，即几十年到几个世纪后才会形成。2016年，研究人员发表的研究结果显示，注入冰岛地下玄武岩的95%的二氧化碳在短短两年内已经矿化。矿化时间的大大缩短使得这一过程更加安全和有效--一旦碳被储存在矿物中，潜在的泄漏等问题就不再是一个问题。

阿威罗大学的地质学家和该研究的共同作者Davide Gamboa解释说："使矿物碳化真正有趣的是时间。它进入矿物的速度越快，就越安全，而一旦成为矿物，它就是永久性的"。

研究人员研究了Fontanelas古火山的储存潜力，该火山部分被埋在离里斯本约100公里的海上，其山峰低于海平面约1500米。

为了估计这个地方可能储存的二氧化碳量，作者使用了海上石油勘探期间产生的海底火山的二维和三维地震研究，以及2008年从该地区挖出的样品的数据。挖出的样本含有自然形成的碳酸盐矿物，表明储存碳所需的化学反应已经发生，在这些岩石中有意使碳矿化的努力应该会成功。这些样本还有高达40%的孔隙空间--意味着岩石中存在着可以注入二氧化碳和矿化的空间。研究人员还指出，在火山侧面周围成像的低渗透层可能有助于在二氧化碳被矿化之前将其控制住。

虽然这项研究表明Fontanelas火山有很大的潜在碳储存能力，但作者强调，世界上许多其他地方可能有类似的离岸火山，可以成为碳捕获和储存的候选者。