Getur sandur og grjót sem Hollendingur býður mér til sölu virkilega bundið koltvíoxíð?

Getur sandur og grjót sem Hollendingur býður mér til sölu virkilega bundið koltvíoxíð?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Aðili í Hollandi er að bjóða mér sand og grjót sem bindur CO₂. Í mín eyru hljómar þetta mjög ótrúverðugt og því spyr ég: Er þetta mögulegt?

Þetta er mögulegt en ég mundi ekki kaupa ólivínsand frá Hollandi sem bindur koltvíoxíð (CO₂, koltvísýring/koltvíildi) í bíkarbónat (HCO₃^-) í vatnslausn og svo með tímanum ef til vill í grjót. Frekar mundi ég nota svartan sand frá Íslandi. Íslensku sandarnir eru að mestu basaltgler með steindunum plagíóklas, pýroxen og ólivín, sem allar geta bundið koltvíoxíð úr andrúmslofti.

Nú eru í gangi tilraunir í Bandaríkunum og víðar með að bera mulið basalt á bæði ræktarland og víðerni til þess að hraða efnaveðrun og upptöku koltvíoxíðs úr andrúmslofti. Á ensku er þetta kallað „enhanced weathering“ sem mætti þýða sem „aukin veðrun“. Í skýrslu Loftslagsnefndar Sameinuðu þjóðanna 2018 (IPCC 2018) er þetta nefnt sem ein af mögulegum lausnum í bindingu koltvíoxíðs beint úr andrúmslofti. Það má segja að þetta gerist reglulega á Íslandi við gjóskufall í eldgosum og moldviðri þegar ryk fýkur frá íslenskum jökulaurum og fellur á úthaga og ræktarland.

Gjóskufall í eldgosum á Íslandi hraðar efnaveðrun og upptöku koltvíoxíðs úr andrúmslofti. Myndin sýnir gosmökk úr Grímsvatnagosinu 22. maí 2011.

Basaltgler myndast þegar basaltkvika storknar svo hratt að steintegundir ná ekki að kristallast. Gjóskan í Grímsvatnagosinu 2011 var til dæmis að mestu basaltgler. Ef tími til storknunar er meiri, eins og þegar basalthraun storknar, kristallast helstu steindirnar, plagíóklas (hvítt), pýroxen (svart) og ólivín (grænt), hægt og rólega en gjallkarginn efst og neðst í hrauninu er glerkenndur. Veðrun þessara steinda og glers í vatni (H₂O) bindur koltvíoxíð í bíkarbónat í vatnslausn eins og lýst er með eftirfarandi efnahvarfi fyrir veðrun plagíóklass í leirsteindina allófan, sem er ein af algengustu veðrunarsteindum í íslenskum jarðvegi.^[1]

Leystu efnin bíkarbónat, kalsín og kísill skolast með jarðvegsvatni, lækjum og árvatni til sjávar. Þar getur helmingur bíkarbónatsins bundist í kalkþörungum, kóröllum og skeljum og kísillinn í kísilþörungum og á löngum tíma í tinnu (SiO₂) og kalkstein ((Ca,Mg)CO₃) eins og sýnt er með einfölduðu efnahvarfi nr. 15-6). Heildaráhrif veðrunar plagíóklass á landi og bindingu í fast efni í sjó er lýst með efnahvarfi nr. 18-6 hér fyrir neðan.

Heildaráhrif veðrunar sílikata og myndun kalks og kísils í sjó.

Veðrun á Íslandi, sem er að mestu úr basalti, glerkenndu og kristölluðu, bindur rúmlega 3 milljónir tonna af CO₂ sem bíkarbónat leyst í vatni, sem skolast með árvatni út á grunnsævi í kringum Ísland eins og sjá má á myndinni hér fyrir neðan. Um helmingur þess binst að endingu í kalki á grunnsævi eins og lýst er með efnahvörfunum hér að ofan.

Kolefnisbúskapur Íslendinga árið 2006. Gert er ráð fyrir að jafn mikið af kolefni bindist og losni vegna tillífunar gróðurs og öndunar og niðurbrots lífræns kolefnis í jarðvegi (Sigurður Reynir Gíslason, Kolefnishringrásin, Hið íslenska bókmenntafélag 2012).

Enn fremur má bæta við að koltvíoxíð er fangað úr útblæstri Hellisheiðarvirkjunar og beint úr andrúmslofti í nágrenni virkjunarinnar. Síðan er það leyst í vatni, dælt niður á meira en 700 m dýpi og bundið í steindum eins og lýst er nánar í svari við spurningunni Hvernig fara vísindamenn að því að breyta koltvíoxíði í grjót? Þessi aðferð byggir á náttúrulegum veðrunarefnaferlum basalts sem lýst er hér að ofan.

1. ^ Þessum og fleiri efnahvörfum er lýst í bókinni um kolefnishringrásina á jörðinni (Sigurður Reynir Gíslason 2012).

• Intergovernmental Panel on Climate Change. Global Warming of 1.5 ºC (IPCC, 2018). (Sótt 26.02.2020)
• Sigurður Reynir Gíslason (2012). Kolefnishringrásin. Hið íslenska bókmenntafélag, Reykjavík, Ísland, 269 bls.

• Vísindavefurinn: Hvað getið þið sagt mér um Grímsvatnagosið árið 2011?. (Sótt 26.02.2020).
• Seinni myndin er fengin úr bókinni Kolefnishringrásin og birt með góðfúslegu leyfi.