Hvordan kan man oppdage at det lekker fra en CO2-kilde på havbunnen? Det er ikke lett, siden CO2 raskt vil løse seg opp i vannet, bli fortynnet og dratt med av havstrømmer. Dette gjelder særlig for CO2-kilder på store dyp og der det er sterk havstrøm.
Med tradisjonelle målemetoder har man brukt en overvåkingsteknikk der man overvåker konsentrasjonen av CO2 i sjøvannet, mens man håper på at en lekkasje vil gi et tydelig signal. Problemet er at et signal fra en lekkasje er såpass lite og kortvarig, sammenlignet med den naturlige variasjonen i sjøvannet.
Internasjonalt finnes flere karbonlagringsprosjekt som lagrer CO2 i geologiske formasjoner under havet. På den norske kontinentalsokkelen har Statoil to prosjekter for lagring av CO2 på Sleipner og Snøhvitfeltene siden henholdsvis 1996 og 2008. Slik selskapene er pålagt, overvåkes CO2 lageret i sedimentene for lekkasjer, men tidligere har det ikke eksistert noen god metode for å kunne overvåke lekkasje CO2 i vannsøylen, altså vannmengdene fra et eventuelt lekkasjepunkt på havbunnen og oppover mot overflaten.
Naturlige lekkasjekilder
Nå har forskere ved UiB, Uni Research og Bjerknesseteret har utviklet en ny overvåkningsteknikk som er sensitiv nok til å kunne oppdage dersom CO2 lekker ut fra lageret i sedimentene på havbunnen. Den nye teknikken tar utgangspunkt i kunnskapen om de naturlige prosessene som påvirker CO2-mengdene i det aktuelle området. Da kan man isolere signalet av CO2 som siver ut.
Den nye teknikken er nylig publisert i tidsskriftet Limnology and Oceanography, der ph.d-studenten Helle Botnen ved Bjerknessenteret har ledet arbeidet med å beskrive metoden. I studien ble det brukt data fra områdene rundt to naturlige, CO2-rike kilder på havbunnen. Slike naturlige kilder kan være undersjøiske skorsteiner som finnes ved midthavsryggene, der gasser slippes ut fra jordens indre. I studien ble områder rundt slike skorsteiner ved Jan Mayen undersøkt, i tillegg til en referansestasjon uten en CO2-kilde.
Bakgrunnskonsentrasjon
For begge stedene ble det regnet ut en teoretisk bakgrunnskonsentrasjon der all variasjoner. Ved å sammenligne bakgrunnsbildet på lekkasjestedet og ved referansestasjonen, er det mulig å estimere mengden ekstra karbon som er tilført sjøvannet fra skorsteinen.
– Vi fant at et signal fra oppløst uorganisk karbon som var høyere i vannet rundt skorsteinene enn ved referansestasjonen. Signalet var tydeligst i dybden mellom 100 og 200 meter, men signalet var merkbart gjennom hele vannsøylen, unntatt det øverste vannlaget på 10 – 20 meter, sier Abdirahman Omar, forskningsleder ved Uni Research og forsker ved Bjerknessenteret.
Operasjonell utvikling
Selve metoden for å tallfeste mengden oppløst uorganisk karbon har tidligere blitt brukt for å fastsette havets opptak av CO2 fra atmosfæren.
– Denne studien er likevel innovativ ved at vi overfører og optimaliserer den eksisterende teknikken til ny bruk. Arbeidet er også et viktig steg for å fylle gapet mellom forskningen på havets karbonkretsløp, som har vart utviklet over flere tiår, og de siste årenes studier av karbonfangst og lagring i undersjøiske geologiske formasjoner.
Som sagt finnes det internasjonalt flere undersjøiske karbonlagringsprosjekt, men ikke gode måter å overvåke karbonlekkasjer i havet. Det gjør det viktig å videreutvikle den nye teknikken mot operasjonelle metoder.
– Det gjenstår en betydelig mengde arbeid, blant annet ressurser til innhenting av store mengder målinger fra områder rundt Sleipnerfeltet, sier Abdirahman Omar.
Referanse:
Botnen, H. A., Omar, A. M., Thorseth, I., Johannessen, T. and Alendal, G. (2015), The effect of submarine CO2 vents on seawater: Implications for detection of subsea carbon sequestration leakage. Limnology and Oceanography, 60: 402–410. doi: 10.1002/lno.10037
