Onderzeese breccia-lagen, opgebouwd uit lavapuin langs de Mid-Atlantische Rug, bevatten verrassend veel gebonden CO₂. Deze rotsformaties fungeren als langdurige koolstofsponzen en laten zien hoe de oceaanbodem bijdraagt aan de geologische koolstofcyclus.
Deze spreidingsrug ontstond ongeveer 160 miljoen jaar geleden, toen het oercontinent Pangea uiteenviel en Noord-Amerika en Europa zich losmaakten van Zuid-Amerika en Afrika. Tot op de dag van vandaag produceert deze spreidingszone nieuwe lava.
Geologen van de Universiteit van Southampton ontdekten dat lavapuin op de bodem van de Atlantische Oceaan langdurig CO₂ kan vastleggen. Het puin ontstond door erosie van onderzeese bergen die zich aan weerszijden van de Atlantische spreidingsrug vormen.
In zeeën lost CO₂ uit de atmosfeer op in koud water, dat deels afzinkt naar de diepzee. Een ander deel wordt opgenomen door fytoplankton – microscopisch kleine plantachtige organismen – dat CO₂ via fotosynthese omzet in biomassa. Wanneer dit plankton sterft, zakt het naar de zeebodem en raakt het bedekt door sediment. Zo wordt koolstof langdurig aan de atmosfeer onttrokken. Op zeer lange geologische tijdschalen kunnen zelfs grind en gesteentefragmenten die via rivieren in zee terechtkomen CO₂ opnemen.
Het lavapuin dat de onderzoekers analyseerden is ongeveer zestig miljoen jaar oud. Hoofdauteur Rosalind Coggon licht toe wat voor materiaal het betreft: “We weten al lang dat erosie op de hellingen van onderwaterbergen grote hoeveelheden vulkanisch puin produceert, ook wel breccia genoemd – vergelijkbaar met puinhellingen op continentale bergen.”
Vulkanisch puin slaat veel CO₂ op
Uit het onderzoek blijkt dat dit vulkanische puin opmerkelijk veel CO₂ uit zeewater kan opslaan. In de loop van miljoenen jaren zijn de losse lavablokken aan elkaar gekit door kalksteenmineralen die uit het zeewater neerslaan. Juist dat ‘verkitten’ zorgt ervoor dat koolstofdioxide wordt vastgelegd in het gesteente.
Coggon legt het proces als volgt uit: “Zeewater stroomt al miljoenen jaren door de scheuren in de afgekoelde lava en reageert met de rotsen, waardoor elementen tussen de oceaan en de rotsen worden uitgewisseld. Dit proces verwijdert CO₂ uit het water en slaat het op in mineralen zoals calciumcarbonaat in de rotsen.”
De hoeveelheid opgeslagen koolstof blijkt aanzienlijk. “Tijdens het boren in de zeebodem van de Zuid-Atlantische Oceaan ontdekten we lavapuin dat twee tot veertig keer meer CO₂ bevatte dan eerder bemonsterde lava,” aldus Coggon.
Koolstofspons
Volgens haar onderstreept dit de rol van dit type gesteente in het klimaatsysteem op lange termijn: “Dit onderzoek heeft het belang aangetoond van dergelijke breccia, die ontstaan door erosie van zeebodembergen langs mid-oceanische ruggen, als een spons voor koolstof in de langetermijnkoolstofcyclus.”
Het Zwitserse technologiebedrijf Climeworks vangt met installaties de CO₂-uitstoot van IJslandse aardwarmtecentrales af. De afgevangen CO₂ wordt opgelost in water en vervolgens in de ondergrond gepompt. Daar reageert het gas met basaltgesteente, dat rijk is aan mineralen zoals calcium en magnesium. Zo wordt CO₂ vastgelegd in kalksteenmineralen in de aardkorst.
