玄武岩深藏海底:二氧化碳封存的天然儲庫

编辑者: Inna Horoshkina One

隨著全球對氣候變遷的關注日益加劇,科學家們正積極探索創新的碳捕捉與封存技術。其中,位於海床下的玄武岩地質構造,正嶄露頭角,成為一種極具潛力的永久性二氧化碳(CO2)封存解決方案。這些天然的地質儲庫能夠與注入的二氧化碳及海水發生反應,在數年內將氣體轉化為穩定的碳酸鹽礦物,大幅降低洩漏風險,為減緩氣候變遷提供了一條可行的途徑。

研究顯示,全球範圍內的海底玄武岩地層,其理論儲存容量估計高達1000億噸二氧化碳,而全球玄武岩沉積物的總儲存潛力更估計有4000億噸,這遠超當前全球的年度碳排放量。具體而言,北海、挪威海及冰島周邊的北大西洋海域,估計可容納50至249億噸二氧化碳。此外,大陸裂谷玄武岩,如美國的哥倫比亞河玄武岩群,其廣闊的覆蓋面積(約20萬平方公里)也提供了巨大的封存空間。與傳統砂岩儲層相比,玄武岩的礦化作用速度更快,實驗數據顯示,其碳封存速率可達每年每立方公尺玄武岩1.24 ± 0.52公斤,遠超其他地質介質。

這些發現已在多個學術場合得到探討。例如,2025年5月舉行的InterPore2025會議,便深入探討了大陸裂谷玄武岩中二氧化碳儲存的效率及其潛在的地球力學風險。同時,2025年9月發表於《Fuel》期刊的研究,則詳細闡述了利用玄武岩作為碳匯的機制與技術進展。冰島的Carbfix計畫便是一個成功的案例,該計畫在短短兩年內實現了95%的二氧化碳礦化率,證明了此技術的有效性與永久性。

然而,此技術的廣泛應用仍面臨挑戰。研究指出,在玄武岩地層中注入二氧化碳時,需謹慎管理注入速率,以避免潛在的地球力學風險,例如蓋層破裂、斷層活化及井筒完整性喪失。此外,大規模的礦化過程可能需要大量的水資源,且深海儲存的開發成本亦不容忽視。玄武岩地層的異質性也意味著精確選址與監測的重要性。儘管存在這些考量,玄武岩作為一種天然且高效的二氧化碳封存介質,其潛力正引領著我們對地球系統更深層次的理解,並為應對氣候變遷開闢了充滿希望的新視角,展現了與自然力量協同作用以實現永續發展的可能。

來源

  • Ocean News & Technology

  • InterPore2025

  • Basalt as a carbon sink: Mechanism, alterations and technological advances

  • Basalt as a CO2 storage reservoir

  • Storing CO2 in rock: Carbon mineralization holds climate promise but needs scale-up

  • Review of CO₂ Storage Basalts - IEAGHG

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