現在的二氧化碳(CO2)水平比過去80萬年或更長時間內的任何時候都要高。在像碳中和和淨零這樣的術語變得越來越普遍的一年裡，世界似乎正在覺醒，意識到每一個高級氣候評估中強調的必要性–人類需要做出巨大的改變來阻止最災難性的氣候變化後果。

氣候影響的發生比許多科學家預測的更快。溫室氣體正在使地球變熱。而溫度的上升正在以深遠和連帶的方式擾亂天氣和氣候系統。

聯合國環境規劃署(UNEP)在其2020年的報告中得出結論，儘管2019年大流行病的封鎖使大氣中的二氧化碳略有下降，但“本世紀世界仍將面臨超3℃的災難性溫升–遠超《巴黎協定》中限制全球升溫至遠低於2℃和追求1.5℃的目標”。它繼續稱，為了避免全球變暖的最壞後果，我們人類需要在2050年前從空氣中清除100億噸二氧化碳。

換言之，除了大幅削減全球化石燃料的排放，社會需要開發和使用技術來消除大氣中已有的二氧化碳。這是一項艱鉅的任務，但拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的科學家們十多年來一直在努力實現這一目標。

脫碳即從空氣和工業過程中捕獲二氧化碳的過程，幾年來在拉蒙特-多爾蒂一直處於不同的發展階段。研究人員正在開發的許多戰略之一涉及到利用地球本身從空氣中收回二氧化碳的自然過程。

地質學家Peter B. Kelemen是拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的研究科學家。他一直是阿曼鑽探項目的主要設計師，該項目擁有200多名來自地球物理學、地球化學、地質學、生物學和物理學等學科的國際科學家，他們正在研究跟阿曼沙漠中一個獨特地質特徵有關的研究課題。在這一地區，大洋地殼及其下層地幔岩石被推上地表，並形成了世界上最大的大洋地殼和上層地幔的陸地暴露。

大氣中的二氧化碳跟地球內部的岩石即地幔會自發地發生反應進而形成“碳酸鹽”礦物，這樣既可從空氣中去除二氧化碳，又能以固體形式永久地儲存起來。這是由地幔岩石和大氣之間的不平衡導致的化學能量驅動的。

Kelemen研究流體和岩石之間反應的化學和物理過程。他現在的主要重點是通過模仿自然碳礦化的工程方法從空氣中去除二氧化碳並永久儲存。雖然他在這一領域的工作始於2006年，但在2020財年，他的發現已經開始推動令人興奮的行業投資和商業化。

Kelemen及其同事們已經開發了幾項專利，他們利用這種天然可用的化學能量來產生低成本的空氣中的二氧化碳去除和地質存儲。

“我們想找出從空氣中提取二氧化碳的最便宜的方法，我們想出了一個非常簡單的方法。獲取石灰石，把它煮熟。現在你有二氧化碳來儲存或使用，另還有氧化鈣。把氧化鈣放在天氣中。它將從空氣中吸收二氧化碳再次製造石灰石。反復進行。這是很簡單的，幾乎是愚蠢的。但我們發現，我們可以在不到兩週的時間內將75%的氧化鈣轉化為石灰石，且只需在實驗室裡跟空氣發生反應。而且，由於這個過程是如此簡單，它目前在所有建議的直接空氣捕集方法中都具有最低的同行評審成本估計。”

兩家新成立的公司正在將Kelemen的創新付諸實施。位於加利福尼亞的Heirloom Carbon Technologies致力於在2035年之前通過上述CaO和CaCO3的“循環”從空氣中去除10億噸二氧化碳。位於阿曼的44.01公司則正專注於通過在地表下形成固體碳酸鹽礦物來儲存從空氣中去除的二氧化碳。

兩者都代表了脫碳科學在實際應用方面的深刻進步。

“這是迄今為止我所看到的最有希望的。因此，看到這些東西最終走向實地規模的測試是非常令人高興的，”Kelemen疏導。