Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


Legg igjen en kommentar

Klimaendringer: Kan naturen lære oss å rydde opp?

Kalde studenter står på sprukne mantelbergarter.

Kalde studenter står på sprukne mantelbergarter.

Det er tydeligere enn noen gang at vi mennesker er i ferd med å gjøre noe dumt med klimaet vårt, og det store stygge trollet heter CO2. I eventyrene kunne man uskadeliggjøre troll ved å lure dem ut i sola så de ble til stein. Hadde det ikke vært fint om vi kunne gjøre noe tilsvarende med vår tids store trussel?

I går fikk jeg bli med en gjeng studenter på feltarbeid på Rørosvidda for å se på nettopp dette: Hvordan naturlige prosesser har lagret store mengder CO2 i form av fast stein. Om vi kan forstå hvordan dette foregår i naturen, kan det kanskje ta oss ett skritt nærmere å kunne lagre deler av den menneskeskapte karbondioksiden på en tilnærmet permanent og trygg måte.

Ustabil stein fra store dyp

Noen steder på jorda kan vi tråkke på stein som opprinnelig ble dannet under jordskorpa. Såkalte mantelbergarter befinner seg vanligvis dypere enn fem kilometer under havbunnen, eller noe sånt som tretti kilometer under tørt land (fordi kontinentskorpa er mye tykkere enn den på havbunnen). Noen ganger får kollisjoner mellom platene i jordskorpa stein fra mantelen til å bli løftet opp på land, og derfor kan vi finne slike steiner flere steder i Norge. Ett av dem er i nærheten av Røros.

Mineralene i disse mantelbergartene ble dannet fordi de var stabile under det høye trykket og temperaturen dypt der nede. Når stein herfra blir fraktet opp til overflaten, trives ikke mineralene så godt lengre. Når så mineralene kommer i kontakt med vann og andre stoffer som sirkulerer nær jordoverflaten, er det en god sjanse for at mineralene løses opp (som sukker i te, bare uhorvelig mye saktere) og at det felles ut nye, mer stabile faste stoffer.

Svart stein blir hvit

Svart fra mantelen, hvit fra CO2.

Svart fra mantelen, hvit fra CO2.

Steinen vi ser rundt oss har stort sett en rødlig farge, men det skyldes forvitring av overflaten. Et kyndig kakk med geologhammeren avslører at steinen på innsiden ser nesten svart ut. Noen steder er det imidlertid hvite områder innimellom det svarte. Dette er karbonater, som man også kan finne i skjell og i kritt.

Karbonatene kom ikke fra mantelen. De ble dannet da vann som inneholdt CO2 reagerte med de ustabile mineralene fra mantelen. Karbonet som er her skaper ikke drivhuseffekt. Det er låst inne i steinen.

Vi finner noen områder der steinen har blitt mer hvit enn svart. De opprinnelige mineralene ligger igjen som svarte korn i alt det hvite. Noen av kornene ser ut som om de har sprukket og blitt presset fra hverandre av det hvite stoffet. Dette kan være viktig, for sprekker er nødvendige for å få reaksjonen til å skje. Akkurat som du smuldrer opp gjæren for å løse den opp i bakebollen, er går omdanningen av steinen raskere jo mindre biter den er i, fordi vannet kommer i kontakt med mer av steinen.

Få svar, mange spørsmål

De svarte kornene er fulle av hvite sprekker.

De svarte kornene er fulle av hvite sprekker.

Man kan lære mye av å observere stein, men i geologien er det ikke mange faste holdepunkter. En interessant observasjon fører til en drøss med nye spørsmål. Når skjedde disse reaksjonene? Hvor lang tid tok det? Var steinen på overflaten eller dypt nede i jorda? Hvilke stoffer fantes i vannet den reagerte med? Hadde jordskjelv fått steinen til å sprekke opp, eller skyldes noen av sprekkene reaksjonen selv? Ble alle sprekkene dannet på en gang, eller skjedde det i flere omganger?

Som grunnforsker kan man aldri forvente å finne hele svaret. Det er bare å ta tak i gåten og begynne å nøste et sted. Forhåpentligvis kommer man fram til noe som andre kan bygge videre på. Om man greier å snakke med ingeniører og andre som er interessert i å gjøre praktiske ting, er det kanskje også mulig å bruke kunnskapen til å finne løsninger, for eksempel på hva vi skal gjøre med CO2-en som vi slipper ut. Det er bare å brette opp ermene og sette i gang.


Legg igjen en kommentar

Jeg kan også redde verden (eller bidra litt, i det minste)

Denne uken skriver jeg fra Goldschmidt-konferansen i geokjemi, i Firenze.

Verden står på terskelen av en klimakatastrofe, og jeg bruker tiden min på å forske på stein.

Noen ganger føles det fryktelig bakstreversk. Fremtiden er solceller og vindmøller, fortiden er Oljebransjen, som man alltid ender opp med å få et nært forhold til når man driver georelatert forskning i Norge.

Det jeg forsker på er å finne ut hvordan oppsprekking og vann og kjemiske reaksjoner i stein henger i hop. I dag gav Sally Benson, professor ved Stanford, en presentasjon som viste hvorfor akkurat denne type forskning er helt nødvendig for at vi skal klare oss fremover. Dette er hvorfor:

Vi trenger materialer for å produsere fornybar energi

Det hjelper ikke å vite hvordan vi skal høste energi fra sol, vann og vind om vi ikke har de materialene som trengs for å lage solceller og vindmøller på stor skala. En del av de viktigste ingrediensene begynner vi å merke mangelen på allerede. For å finne og produsere disse materialene uten å ødelegge jorda samtidig må vi lære mer om hvordan vann, kjemiske reaksjoner, oppsprekking og biologisk aktivitet henger sammen.

Vi må gjemme unna mye CO2 i hundretusenvis av år

Vi kommer dessverre ikke til å klare å plutselig slutte å produsere CO2. En ting vi kan gjøre mens vi venter på at de fossile energikildene tar slutt, er å dytte CO2-en ned langt under bakken og håpe at den blir værende der i noen hundretusen år. Dette kan vi ikke være så sikre på uten at vi forstår, ja nemlig, hvordan oppsprekking og kjemiske reaksjoner henger sammen.

Skifergass

Rekk opp hånda, hvem vil forske på skifergass?

Ikke jeg egentlig, det er noen skikkelig skitne greier, og jeg vil helst ikke ha noe med det å gjøre.

Men skifergass er stort. Det har fullstendig snudd opp ned på energilandskapet i USA. USA slipper nå ut mindre karbondioksid fordi de bruker gass istedenfor kull. England er kanskje det neste landet som skal i gang med å hente opp skifergass fra berggrunnen.

I skifere er gassen gjemt inne i nanosmå porer, som virkelig ingen forstår noe særlig om hvordan fungerer. Om skifergassproduksjonen, som allerede er i gang, skal foregå uten å forurense alt for mye, er forskere nødt til å finne ut mer om disse systemene.

Forskning er aldri bortkastet!

Så lenge den publiseres. Vi forskere finner ut av hvordan ting fungerer, og så må vi håpe, eller passe på, at kunnskapen blir brukt til det beste for verden.