一項新的研究表明，葡萄牙的一座離岸死火山有可能儲存1.2-8.6千兆噸的二氧化碳，相當於該國24-125年的工業排放。該方法涉及”原地礦物碳化”，即二氧化碳與特定的岩石元素發生反應，形成新的、安全儲存的礦物。這種高效和快速的方法可以為在全球範圍內利用其他近海火山進行碳捕獲和儲存鋪平道路。

發表在科學雜誌《地質學》上的一項新研究得出結論，葡萄牙海岸的一座死火山可以儲存多達1.2-8.6千兆噸的二氧化碳，相當於該國約24-125年的工業排放。作為背景，根據全球碳捕集與封存研究所，在2022年，共有42.6兆噸（0.0426千兆噸）的二氧化碳被國際碳捕集與封存工作從大氣中移除。這項新的研究表明，在近海水下火山中進行碳捕集與封存可能是一個有希望的新方向，可以從大氣中清除和封存更大量的溫室氣體。

“我們知道包括葡萄牙在內的大多數國家正在努力使經濟和我們的人類活動脫碳，這是一個信息，這可能是解決問題的工具之一，”NOVA科技學院的地質學家和該研究的共同作者Ricardo Pereira說。

Fontanelas火山的示意性橫截面，表明可能的二氧化碳封存地點。圖像/ Pereira and Gamboa, 2023

在死火山中儲存二氧化碳將依靠一個被稱為”原地礦物碳化”的過程。在這個過程中，二氧化碳與某些類型的岩石中的元素發生反應，產生新的礦物，安全和永久地儲存二氧化碳。鈣、鎂和鐵等元素與二氧化碳結合，分別形成方解石、白雲石和菱鎂礦等礦物。含有大量鈣、鐵和鎂的岩石是這一過程的理想候選者，例如構成大多數海底的火山玄武岩。了解到這一點後，研究人員將目標鎖定在一座近海火山上，原因是：火山的結構可以為碳的注入和儲存提供一個理想的架構，岩石是所涉及的反應的正確類型，而且位置不會離大量人口太近，但也不會太遠。

大多數碳捕集項目都依賴於將二氧化碳注入多孔沉積盆地，這些盆地被密封以防止氣體從儲層中遷移。在這些情況下，碳最終會開始形成礦物質，但只有在較長的時間段內，即幾十年到幾個世紀後才會形成。2016年，研究人員發表的研究結果顯示，注入冰島地下玄武岩的95%的二氧化碳在短短兩年內已經礦化。礦化時間的大大縮短使得這一過程更加安全和有效–一旦碳被儲存在礦物中，潛在的洩漏等問題就不再是一個問題。

阿威羅大學的地質學家和該研究的共同作者Davide Gamboa解釋說：”使礦物碳化真正有趣的是時間。它進入礦物的速度越快，就越安全，而一旦成為礦物，它就是永久性的”。

研究人員研究了Fontanelas古火山的儲存潛力，該火山部分被埋在離里斯本約100公里的海上，其山峰低於海平面約1500米。

為了估計這個地方可能儲存的二氧化碳量，作者使用了海上石油勘探期間產生的海底火山的二維和三維地震研究，以及2008年從該地區挖出的樣品的數據。挖出的樣本含有自然形成的碳酸鹽礦物，表明儲存碳所需的化學反應已經發生，在這些岩石中有意使碳礦化的努力應該會成功。這些樣本還有高達40%的孔隙空間–意味著岩石中存在著可以注入二氧化碳和礦化的空間。研究人員還指出，在火山側面周圍成像的低滲透層可能有助於在二氧化碳被礦化之前將其控制住。

雖然這項研究表明Fontanelas火山有很大的潛在碳儲存能力，但作者強調，世界上許多其他地方可能有類似的離岸火山，可以成為碳捕獲和儲存的候選者。