将碳储存在地下的反应会导致开裂这是个好消息

从大气中去除二氧化碳的一种有前途的方法是将其泵入地下，在那里它可以与某些岩石发生反应，从而将气体转化为固体矿物。

在大规模实施这种做法之前，科学家们还有很多问题需要回答。一个问题是随着碳矿化过程的发展会发生什么——新形成的矿物质是否会堵塞岩石中的孔隙并阻止更多的 CO 2进入?或者，额外的矿物质是否会导致围岩破裂，开辟新的区域，让更多的 CO 2可以进入、反应和储存?

周一在地球物理联盟秋季会议上提出的新实验室结果可能已经破解了这个案子。他们认为，虽然随着时间的推移会有相当多的堵塞，但也会形成裂缝，这可以使反应保持在一个自我维持的循环中。该研究尚未发表，由哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的副研究科学家、主要作者 Catalina Sanchez-Roa 提出。

“碳捕获和储存是迄今为止唯一可以降低导致气候变化的大气 CO 2浓度的技术，”Sanchez-Roa 在预先录制的演示中说。“我们对碳矿化感兴趣，因为它是最安全的碳储存方式之一，”她补充说，并且因为它利用了自然发生的过程。

Sanchez-Roa 和她的同事从一块纯岩样品开始——一种来自地幔的岩石，可以与 CO 2结合形成固体碳酸盐矿物。该团队将纯镍磨碎成粉末并将其压在一起，形成管状样品。然后他们将管子放入称为三轴变形装置的机器中，该机器模拟可能在地下的真实岩石储层中发现的温度和压力条件，这些储层正被关注用于碳储存。该机器还配备了多种传感器，可以测量岩石材料在 35 天内反复注入 CO 2 时岩石材料的特性如何变化。

他们发现样品的密度随着时间的推移而增加，而其渗透性却下降了。这意味着在二氧化碳转化为菱镁矿、石英、二氧化硅和元素碳时发生了一些堵塞。

该机器还测量了几种意外的声发射，结合其他测量结果，例如孔隙压力降低和体积增加，表明样品内正在形成裂缝。裂缝似乎有助于渗透率保持低但稳定，而不是像实验早期那样持续下降。

研究人员在他们的摘要中指出，这是第一个记录碳矿化过程中开裂的实验证据，开裂有助于保持渗透性。他们写道：“这些结果证实，碳矿化过程可以通过反应驱动的裂解(至少在局部规模)自我延续，这一过程对于将工程碳 矿化升级为一种有效、安全的 CO 方法至关重要。2存储。”

接下来，他们希望继续在完整的岩石中进行实验，并探索哪种温度和压力条件最适合促进开裂。

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