En brusende geysir: Når fjellet lekker CO2

Figur 1: Crystal Geyser med et utbrudd, drevet av karbondioksid (CO₂) fra dypet. Den rødbrune avsetningen på bakken er en myk kalkstein, kalt travertin. Foto: Markus Høe

Til forskjell fra de fleste andre geysirer i verden i dag som er drevet av varmt vann, er Crystal Geyser (figur 1) en sjelden kald geysir. Her strømmer kaldt grunnvann iblandet naturlig CO₂ opp fra berggrunnen gjennom større eller mindre sprekker i fjellet (figur 2). Dette gjør området til et perfekt naturlig laboratorium for å lære mer om lagring av CO₂.

Okey, lagring av CO₂, hva var nå det igjen. La oss ta en rask oppfriskning; En av løsningene for å møte klimakrisen på er å lagre store mengder CO₂ under bakken. I Norge har vi unike muligheter for å lagre enorme mengder under havbunnen utenfor norskekysten. Her skal tette fjellformasjoner holde den trygt på plass, akkurat som korken på brusflasken din. Men hvor sikker er disse naturlige lagrene egentlig? Dette må vi finne ut av.

I masteroppgaven min ved Universitetet i Oslo (UiO) var jeg så heldig å få reise til nettopp Utah, for å studere dette forunderlige området. Jeg innså raskt at prosessene her kan ses på som naturens eget CO₂ eksperiment. Her kan vi studere både med det blotte øye og ved bruk av avanserte måleinstrumenter. Denne kombinasjonen er uvurderlig for å få en helhetlig forståelse av prosessene bak.

Mer spesifikt kan vi si at området er en slags naturlig skapt kopi av det vi ikke ønsker skal skje, nemlig CO₂ som rømmer av sted opp gjennom fjellsprekkene og ut i havet eller i atmosfæren. Beviset på at CO₂ har strømmet gjennom en sprekk kan ses i figur 2 i form av bleket fjell. Men, hva er det som bestemmer om sprekkene lekker eller ei? Og kan vi si noe om hvor mye eller lite disse sprekkene i så fall lekker? Dette ønsket vi å finne svar på.

I feltarbeidet til masteroppgaven samlet vi inn prøver av materialet i og rundt disse sprekkene – stein som er blitt knust opp til mindre partikler av bevegelser i jordskorpen. Deretter testet vi egenskapene til det knuste materialet i laboratoriet ved Norges Geotekniske Institutt (NGI) i Oslo.

Vi fant at kornstørrelse, mineralogi og trykk er viktig for gjennomstrømmingsevnen. En kombinasjon av finere materiale ga tettere barrierer, mens grovere materiale ga høyere gjennomstrømning. Siden sprekker både kan lekke og fungere som barrierer, har dette stor betydning for sikkerheten ved lagring av CO_2. Det har derfor enorm verdi å kombinere erfaringer fra laboratoriet med kunnskap hentet fra feltarbeid, som her fra området rundt Crystal Geyser.

Konklusjonen? Fjellsprekker kan være både til hjelp og til risiko for CO₂-lagring. Dersom en fjellsprekk består av nok tette, leirrike materialer, kan den fungere som en effektiv barriere. Men hvis den inneholder mer grove kornstørrelser kan den bidra til lekkasje. Så hvis vi skal lykkes med storskala lagring av CO₂ på norsk kontinentalsokkel må vi forstå fjellet rundt CO₂ lagrene.

Neste gang du til din store irritasjon opplever at brusen renner over med alt griset det innebærer, skal du vite at fjellet som er tiltenkt til å holde CO₂ på plass er ekstremt mye tykkere og mer stabilt enn en brusflaske.

Markus Høe er PhD stipendiat ved Universitetssenteret på Svalbard (UNIS), og forsker på de mekaniske egenskapene til leirstein og skifer som en tiltenkt takbergart for offshore CO₂ lagre.

Han er en del av prosjektet RecyclShale, et samarbeid mellom NGI, UNIS, SINTEF, samt flere andre samarbeidspartnere. For mer informasjon ta kontakt på: markush@UNIS.no

Dette er hans bidrag til formidlingskonkurransen 2025.

Les mer om konkurransen og se flere bidrag her