این مطلب که توسط مدیا سیگماس به زبان ساده تهیه و تنظیم شده، در اصل برداشتی از یک مقاله علمی معتبر است. این پژوهش با همکاری دکتر روزبه قنبرنژاد، مشاور ارشد حوزه فنی و پایش کربن سیگماس،بنمادی میلاد (Benmadi Milad)، بنجامین آلن (Benjamin Allen)، نیکلاس هیمن (Nicholas Hayman) انجام شده و نشان میدهد که چگونه میتوان گازهای گلخانهای را برای همیشه در اعماق زمین دفن کرد تا از گرمایش زمین جلوگیری شود.
تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی به یکی از بزرگترین بحرانهای تاریخ بشریت تبدیل شده است. در این میان، یکی از بهترین و موثرترین راهها برای مبارزه با این بحران، فناوری «جذب و ذخیرهسازی کربن» است. این یعنی به جای اینکه اجازه دهیم گاز دیاکسید کربن (CO2) از دودکش کارخانهها و نیروگاهها وارد هوا شود، آن را در همان مبدأ جمعآوری کرده و به اعماق زمین بفرستیم؛ جایی که دیگر نتواند به اتمسفر برگردد و اثر گلخانهای ایجاد کند. اما همیشه این سوال برای مردم مطرح است که آیا این کار واقعاً بیخطر است؟ آیا این گازها روزی دوباره به سطح زمین نشت نمیکنند؟ برای پاسخ به این سوالات، این مقاله علمی رفتار ۵۱.۵ میلیون تن گاز دیاکسید کربن را که قرار است به مدت ۱۰۰۰ سال در یک لایه سنگی بسیار عمیق و حاوی آبهای شور در منطقه اوکلاهاما دفن شود، با استفاده از پیشرفتهترین مدلهای کامپیوتری شبیهسازی و بررسی کرده است.
گازها زیر زمین چگونه رفتار میکنند؟
وقتی گاز دیاکسید کربن را با فشار بسیار زیاد به اعماق زمین پمپ میکنیم، به حالتی درمیآید که نه کاملاً گاز است و نه کاملاً مایع. این ماده تمایل دارد مثل یک بادکنک پر از هوا که زیر آب رها شده، به سمت بالا حرکت کند. محققان این پژوهش با بررسی سناریوهای مختلف متوجه شدند که اگر گاز را دقیقاً در پایینترین و عمیقترین قسمت لایههای سنگی تزریق کنیم، بسیار ایمنتر است. چرا؟ چون گاز برای رسیدن به سطح زمین باید مسیر طولانیتری را طی کند و در این مسیر، فرصت بیشتری برای گیر افتادن در تلههای طبیعی زمین دارد. جالب اینجاست که به دلیل شکل لایههای زمین که معمولاً افقی هستند، این گاز خیلی بیشتر از آنکه به سمت بالا برود، در عرض پخش میشود. درست مثل شربتی که روی یک میز میریزد و به جای بالا آمدن، در سطح پهن میشود. محاسبات نشان داد که گسترش افقی این گاز در زیر زمین، حدود ۱۵ برابر بیشتر از حرکت عمودی آن به سمت بالا است که این یک خبر عالی برای جلوگیری از نشت آن به سطح محسوب میشود.
آیا خطر زلزله یا شکستن زمین وجود دارد؟
یکی از نگرانیهای جدی و کاملاً منطقی مردم این است که پمپ کردن حجم عظیمی از گاز به زیر زمین، باعث افزایش شدید فشار در لایههای درونی شود. این افزایش فشار میتواند باعث شکستن سنگها، ایجاد ترکهای جدید یا حتی بروز زلزلههای القایی شود (اتفاقی که گاهی در دفع پسابهای صنعتی رخ میدهد). اما شبیهسازیهای دقیق این تیم تحقیقاتی خبر بسیار امیدبخشی دارد: تزریق مداوم این مقدار عظیم از گاز در طول ۳۰ سال، فشار زیر زمین را تنها مقدار بسیار کمی (حدود ۱۳۳ واحد یا psi) بالا میبرد. برای درک بهتر این موضوع، باید بدانید که سنگهای آن منطقه به قدری مستحکم هستند که میتوانند فشاری تا ۲۰ برابر بیشتر از این مقدار را بدون هیچ مشکلی تحمل کنند. بنابراین، خطر شکسته شدن «سقف سنگی» که مانند یک درپوش محکم گاز را نگه میدارد، بسیار پایین است و عملیات تزریق با حاشیه امنیت بسیار بالایی انجام میشود.
تلههای طبیعی؛ زمین چگونه گاز را زندانی میکند؟
زمین برای نگه داشتن این گاز مزاحم، چهار تله طبیعی و شگفتانگیز دارد که در طول ۱۰۰۰ سال به این شکل عمل میکنند:
۱. تله فیزیکی (سقف سنگی): حدود ۳۵ درصد از گاز به شکل همان گاز باقی میماند، اما زیر یک لایه سنگ نفوذناپذیر و محکم گیر میافتد؛ درست مثل بخاری که زیر درِ یک قابلمه محبوس شده باشد.
۲. تله اسفنجی (گیر افتادن در منافذ): حدود ۳۲ درصد از گاز در سوراخهای بسیار ریز و میکروسکوپیِ سنگها گیر میافتد. سنگها در اعماق زمین شبیه به اسفنج عمل میکنند و گاز را در دل خود نگه میدارند، به طوری که دیگر نمیتواند حرکت کند.
۳. تله حلشونده (تبدیل به نوشابه): حدود ۲۵ درصد از گاز دیاکسید کربن در آبهای شورِ زیرزمینی حل میشود؛ دقیقاً همان اتفاقی که برای گاز در نوشابههای گازدار میافتد.
۴. تله سنگی (تبدیل گاز به سنگ): جالبترین بخش ماجرا اینجاست! حدود ۸ درصد از گاز در طول زمان با مواد معدنی داخل زمین واکنش شیمیایی میدهد و تبدیل به سنگ جامد میشود. این ایمنترین و دائمیترین روش است، اما صدها سال طول میکشد تا اتفاق بیفتد.
نتیجهگیری؛ کلید موفقیت در کجاست؟
در نهایت، نتایج این مقاله جامع نشان میدهد که با گذشت زمان، وضعیت ذخیرهسازی ایمنتر هم میشود. حدود ۴۰ درصد از گاز تزریق شده به مرور به ایمنترین حالتهای ممکن (یعنی تبدیل شدن به سنگ جامد و گیر افتادن دائمی در منافذ اسفنجی) درمیآید و ۶۰ درصد بقیه نیز با اطمینان بالایی توسط سقف سنگی زمین مهار میشود. این مطالعه که حاصل تلاش مشترک دانشمندان است، به ما ثابت میکند که اگر با دقت علمی، عمق درستی را برای تزریق انتخاب کنیم و حواسمان به کنترل فشار زیر زمین باشد، میتوانیم با خیال راحت دیاکسید کربن را برای همیشه به آغوش زمین بسپاریم. این فناوری نه تنها یک ایده علمی تخیلی نیست، بلکه یک راهکار عملی و حیاتی برای خنک کردن سیارهمان و تضمین آیندهای بهتر برای نسلهای بعدی است.
لینک اصلی مقاله: