Ученые рассматривают породы восточного побережья США для хранения CO₂

Ученые считают, что погребенные вулканические породы вдоль густонаселенных побережий Нью-Йорка, Нью-Джерси и Новой Англии, а также южнее, могут стать идеальными резервуарами для захоронения углекислого газа, выбрасываемого электростанциями и другими промышленными источниками. Исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, описывает формации как на суше, так и на шельфе, где, по мнению ученых из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, могут находиться наиболее перспективные участки.

Подземное захоронение (секвестрация) углекислого газа, вызывающего глобальное потепление, является предметом все более активного изучения по всей стране. Однако до сих пор исследования в Нью-Йорке были сосредоточены на внутренних участках, где выбросы электростанций можно было бы закачивать в сланцы — осадочную породу, залегающую под большей частью штата. Аналогично, предлагаемая угольная электростанция в Линдене (Нью-Джерси) должна была бы закачивать сжиженный CO₂ в осадочный песчаник на шельфе. Эта идея спорна из-за опасений утечек CO₂. В отличие от этого, новое исследование нацелено на базальт, магматическую породу, которая, по словам ученых, имеет значительные преимущества.

Некоторые базальтовые массивы на суше уже хорошо известны. Вертикальные скалы Палисейдс на западном берегу реки Гудзон недалеко от Манхэттена — это чистый базальт, образовавшийся около 200 миллионов лет назад и простирающийся в холмы центрального Нью-Джерси. Подобные массивы обнаружены в центральном Коннектикуте. Предыдущие исследования ученых Lamont и других показывают, что CO₂, закачанный в базальт, вступает в естественные химические реакции и со временем превращается в твердый минерал, напоминающий известняк. Если этот процесс удастся масштабировать, это поможет устранить опасность утечек.

Авторы исследования под руководством геофизика Дэвида С. Голдберга использовали существующие данные, чтобы выделить потенциальные подводные базальтовые формации, включая четыре участка площадью более 1000 км² каждый у северного Нью-Джерси, Лонг-Айленда и Массачусетса. Меньший участок, по-видимому, залегает под пляжем полуострова Сэнди-Хук в Нью-Джерси, напротив нью-йоркской гавани и недалеко от предлагаемой электростанции в Линдене. Подводные формации выявлены по сейсмическим и гравиметрическим измерениям. «Нам нужно пробурить их, чтобы понять, что мы имеем, — сказал Голдберг. — Но здесь потенциально возможно глубокое захоронение. Побережье имеет смысл. Там живут люди. Там нужны электростанции. А уходя в море, можно снизить риски». Ранее Голдберг и его коллеги обнаружили подобные формации у северо-западного побережья США.

По словам Голдберга, подводные формации потенциально наиболее полезны по нескольким причинам. Во-первых, они залегают глубже — важный фактор, поскольку CO₂, сжатый до жидкого состояния, необходимо размещать на глубине не менее 2500 футов (около 760 м), чтобы естественное давление не давало ему вернуться в газообразное состояние и потенциально подняться на поверхность. Прибрежные базальты относительно мелкие, а морские покрыты не только водой, но и сотнями или тысячами футов осадков и, по-видимому, простираются далеко ниже морского дна. Эти осадки, помимо создания давления, сформируют непроницаемую покрышку. Считается, что базальты содержат пористые, брекчированные слои с множеством пустот, куда CO₂ мог бы проникнуть, просто вытеснив морскую воду. На суше, напротив, есть опасения, что бурение и закачка могут нарушить водоносные горизонты или создать проблемы для соседей. Ученые оценивают, что даже небольшой бассейн Сэнди-Хук может содержать около 7 км³ породы с достаточным поровым пространством, чтобы вместить почти миллиард тонн CO₂ — эквивалент выбросов четырех угольных электростанций мощностью 1 ГВт каждая за 40 лет.

«Сам базальт очень реакционноспособен, и в итоге получается известняк, — сказал соавтор Деннис Кент, который также работает в Университете Рутгерса. — Это конечное хранилище».

Предыдущие исследования выявили и другие районы распространения базальта вдоль Аппалачей. Самый крупный массив, по-видимому, простирается на шельфе у Джорджии и Южной Каролины, а также на суше. Это побережье также густонаселено и могло бы стать хорошей целью, отметил Голдберг. «Следующим шагом должно стать проведение разведочных исследований и бурения», — сказал он. В статье предлагается начать с полудюжины участков в районе Нью-Йорка, включая район Сэнди-Хук, и трех у побережья Южной Каролины.