Nieuwe methode voor het monitoren van CO2-bronnen op de zeebodem

August 30, 2019 Onderzoekers bestudeerden aardgaslekken in de Middellandse Zee bij Italië

De opslag van kooldioxide in de zeebodem is een van de maatregelen die het IPCC bespreekt om klimaatverandering tegen te gaan. Tot nu toe zijn er echter geen beproefde methoden om mogelijke CO2-lekken onder water op grote zeebodemoppervlakken te monitoren. Met behulp van aardgasbronnen voor de kust van Italië hebben onderzoekers van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel modellen ontwikkeld die kunnen helpen bij het plannen van lekkagemonitoring.

Met alleen het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen zijn de doelen van het Klimaatverdrag van Parijs nu vrijwel onmogelijk te halen. Daarom bespreekt het IPCC aanvullende maatregelen om de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer te verminderen. Kooldioxide die wordt geproduceerd door de verbranding van fossiele brandstoffen zou bijvoorbeeld direct uit de atmosfeer kunnen worden opgevangen of verwijderd en vervolgens opgeslagen in geologische reservoirs. De Noorse groep Equinor (voorheen Statoil) exploiteert sinds 1996 een dergelijke faciliteit voor het afvangen en opslaan van kooldioxide. Elk jaar injecteert het ongeveer een megaton CO2 in een waterhoudende zandsteenlaag onder de Noordzee. Er wordt echter nog steeds gediscussieerd over betrouwbare opties om het weglekken van broeikasgas uit dergelijke onderzeese reservoirs effectief te controleren.

In deze context hebben GEOMAR-onderzoekers natuurlijke vulkanische bronnen van kooldioxide voor de kust van Italië bestudeerd. Met de bevindingen van deze studies hebben ze modellen ontwikkeld die kunnen worden gebruikt om de veiligheid van toekomstige onderzeese CO2-afzettingen te controleren. Het bijbehorende onderzoek is nu gepubliceerd in het internationale tijdschrift Environmental Science & Technology.

De opslag van kooldioxide in gesteentelagen onder de zeebodem vormt een lager risico voor de mens dan opslag op het land. Als er gas uit de zeebodem lekt, lost het op in zeewater. Het kan echter de pH verlagen en het lokale ecosysteem beschadigen. "Op dit moment is er geen gevestigde methode om zulke kooldioxidelekkages te lokaliseren en de totale hoeveelheid uitgaand gas te bepalen, aangezien de exitpunten zich uitstrekken over enkele honderden vierkante meters zeebodem," legt Dr. Jonas Gros van GEOMAR, eerste auteur van het nieuwe onderzoek, uit. Samen met collega's onderzocht hij daarom veranderingen in de pH in de buurt van natuurlijke kooldioxide-uitstoot voor Panarea, een klein eiland voor de kust van Noord-Sicilië.

Tijdens duikoperaties en met instrumenten op schepen verzamelden ze gas- en watermonsters in de buurt van de uitstroompunten. Het team gebruikte deze gegevens om een computermodel te testen dat de pH-veranderingen in het zeewater als gevolg van koolstofdioxide lekkage zou voorspellen. Uit deze simulatie bleek dat meer dan 79 procent van de kooldioxide al is opgelost op een afstand van vier meter van de zeebodem.

Het team ontdekte ook dat het model in staat was om een patroon van pH-variatie in het water rond de gasputten te voorspellen, dat vergelijkbaar was met de gemeten sensorgegevens. "Hierdoor kan het nieuwe model dienen als leidraad voor strategieën voor het routinematig monitoren van koolstofputten in de zeebodem en het beoordelen van de invloed van kooldioxide-emissies op het lokale zeemilieu," aldus Gros.