Les scientifiques du projet Vesta pensent que leur sable vert spécial peut ralentir le changement climatique en éliminant le dioxyde de carbone de l'air sur les plages. Quel est ce matériau étrange et comment peut-il être utile au monde? Je donne les détails.
Idée
La société Project Vesta a été fondée en 2019 à San Francisco, sur la base du centre scientifique Climitigation . Le but de la startup était de créer une technologie capable d'éliminer efficacement le dioxyde de carbone de l'atmosphère, car la simple réduction des émissions de CO₂ n'est pas très efficace. Les participants au projet savaient que la nature a une façon de faire cela qui fonctionne depuis des milliards d'années - avec l'aide de roches volcaniques. Lorsque la pluie tombe sur ces roches et les rejette dans l'océan, une réaction se produit qui extrait le dioxyde de carbone de l'air et le «cache» dans le calcaire au fond de l'océan.
L'idée de «carbonatation», c'est-à-dire la conversion de l'excès de dioxyde de carbone en roches et minéraux, est elle-même un vaste domaine de recherche scientifique. "Pourquoi ne pas développer ce thème?" - pensée au projet Vesta. Et après de nombreuses expériences, ils se sont installés sur l'utilisation de l'olivine, broyée à l'état de sable.
L'olivine est un minéral d'origine magmatique, répandu non seulement dans les entrailles de la croûte terrestre, mais également dans son manteau. Sur Terre, on le trouve souvent à l'intérieur de bombes volcaniques, sous forme d'inclusions dans la lave basaltique et dans les météorites en pierre de fer. Lorsqu'un volcan est détruit par les vagues de la mer, des plages de sable vert d'olivine se forment parfois.
Lorsque les vagues balayent l'olivine, une petite réaction chimique se produit - «l'altération de l'olivine», qui extrait une partie du dioxyde de carbone, CO₂, de l'air. Un sous-produit de la réaction est le bicarbonate HCO₃, qui sert à réduire et à réguler l'acidité du corps humain et de l'océan.
Le bicarbonate est lavé dans l'océan, où les organismes marins le digèrent et le transforment en carbonate de calcium stable et solide, dont sont composés leurs coquilles et squelettes, ainsi qu'en structures coralliennes. Lorsque les coraux et les crustacés meurent, leurs restes coulent au fond de l'océan et forment des couches de calcaire et de roches similaires. Le carbone reste piégé pendant des millions ou des centaines de millions d'années jusqu'à ce qu'il soit à nouveau libéré par l'activité volcanique. Puisque les coccolithophores (plancton) sont des «fixateurs de carbone» qui éliminent le dioxyde de carbone de l'environnement, les scientifiques ont proposé de les utiliser pour lutter contre les émissions mondiales et le changement climatique.
Projet Vesta
Ce mécanisme naturel élimine environ un demi-milliard de tonnes de dioxyde de carbone par an. Le problème est que la société produit systématiquement plus de 35 milliards de tonnes par an. La question principale est donc: existe-t-il un moyen d'accélérer et d'étendre radicalement ce processus?
De nombreuses études ont prouvé en théorie que le processus fonctionne, mais jusqu'à présent, personne n'a essayé de le faire sur les plages. «Nous avons étudié tout le matériel accumulé au cours de 30 ans de recherche scientifique, y compris de nombreux travaux théoriques et expériences en laboratoire », explique Tom Green, directeur exécutif du projet Vesta.
Après avoir recueilli toutes les informations sur l'altération de l'olivine et étudié toutes les études sur la capture du CO₂ et d'autres réactions qui pourraient les aider dans leurs travaux, les scientifiques ont commencé à travailler sur un moyen plus efficace de lutter contre le changement climatique. Ils se sont fixé comme objectif d'améliorer la technologie créée par la nature, en augmentant sa vitesse. Et pour cela, ils ont décidé d'utiliser de l'olivine broyée, en la dispersant sur les plages.
La logique est simple. L'ajout de plus de HCO₃ peut augmenter la production de boyaux inoffensifs et d'autres éléments calcaires et calciques. Le broyage de l'olivine dans le sable crée une grande surface pour accélérer l'absorption du CO₂.
Par souci d'objectivité, je note que l'idée d'utiliser des processus d'inférence CO₂ n'est pas nouvelle. Un article publié il y a 30 ans suggère l'utilisation de silicatespour capturer le dioxyde de carbone. Cinq ans plus tard, le chercheur d'Exxon Harun Heshgi a proposé d'utiliser de la chaux vive dans le même but, et la même année, Klaus Lackner, un expert en élimination du carbone , a étudié en détail de nombreux types de roches.
Mais ces idées étaient complexes en elles-mêmes et n'étaient pas bon marché. Et le sable d'olivine, selon les calculs du projet Vesta, sera d'un ordre de grandeur plus efficace à faible coût. Quelque part de l'ordre de 10 dollars la tonne de dioxyde de carbone, si leur technologie doit être utilisée à grande échelle.
Le projet Vesta a dévoilé des plans pour une étude expérimentale dans les Caraïbes dans un proche avenir. Cela a suivi peu de temps après que Stripe a annoncé qu'elle paierait la start-up pour éliminer 3333 tonnes de dioxyde de carbone pour 75 $ la tonne dans le cadre de son engagement à dépenser au moins 1 million de dollars par an sur des projets d'émissions.
Les travaux seront réalisés sur deux plages. Au cours de l'étude, une plage sera recouverte de sable d'olivine et la deuxième plage sera laissée en bon état comme échantillon de contrôle. La phase préliminaire fonctionnera également avec certaines des inconnues scientifiques liées aux zones côtières avec une altération accrue.
L'expérience durera probablement un an ou deux. En fin de compte, l'équipe espère disposer de données démontrant à quel point ce processus est rapide et efficace. Les résultats obtenus peuvent être utilisés pour affiner des modèles scientifiques.
Problèmes et conséquences possibles
Lors de l'étude d'une idée de démarrage, de nombreuses questions se posent. La plus évidente est: "Lorsque vous extrayez, broyez, expédiez et dispersez d'énormes quantités d'olivine sur les plages, ne produisez-vous pas plus d'émissions que ce minéral ne peut extraire de l'air?" Les représentants du projet Vesta disent que les avantages les dépassent. Des recherches et des simulations en laboratoire ont montré que les ondes accéléreraient considérablement la dégradation de l'olivine. Et dans un document, il a été conclu que la mise en œuvre de ce projet sur 2% des «mers de plateau les plus énergétiques du monde» est en mesure de compenser toutes les émissions humaines annuelles.
Mais le principal problème est que les matériaux doivent être soigneusement polis pour que les processus chimiques se poursuivent pendant des années, pas des décennies. Certains chercheurs ont calculé que le processus de resurfaçage est si coûteux et si énergivore que toute l'approche semble non viable. Cependant, d'autres concluent que le sable d'olivine éliminera beaucoup plus de dioxyde de carbone qu'il n'en produira.
Il y a aussi une question sur le résultat final du travail du projet Vesta. Il est difficile de prédire si les vagues contribueront à accélérer le processus d'élimination du CO₂, dans quelle mesure l'absorption du dioxyde de carbone peut être mesurée et testée, ou avec quelle facilité le public acceptera l'idée de disperser des minéraux verts le long du rivage.
Les effets secondaires potentiels sur l'environnement sont un autre sujet de préoccupation à surveiller. Les minéraux sont en fait un antiacide géologique, ils devraient donc réduire l'acidification des océans, au moins à des niveaux très locaux, ce qui peut profiter à certaines espèces côtières sensibles. Mais l'olivine peut également contenir des traces de fer, de silicate et d'autres matériaux qui peuvent stimuler la croissance de certaines espèces d'algues et de phytoplancton, et autrement altérer les écosystèmes et les réseaux trophiques de manière difficile à prévoir.
Les scientifiques s'inquiètent des problèmes environnementaux qui peuvent résulter de la dissémination du minéral sur des plages où il n'était pas auparavant. Certains critiques pensent que l'olivine peut libérer des métaux lourds comme le nickel. Cependant, le projet Vesta rassure les sceptiques sur le fait que le nickel rejeté dans l'eau n'est pas biodisponible, ce qui signifie qu'il ne devrait pas affecter les espèces marines.
Concurrents
Le projet présente certains avantages par rapport aux autres approches d'élimination du CO₂. Premièrement, le coût. Deuxièmement, la principale alternative, le reboisement, ne conduit pas nécessairement à une diminution du dioxyde de carbone, car ils brûlent souvent et les arbres sont coupés. Et dans le cas du projet Vesta, l'océan prend en charge les travaux principaux.
Je pense également qu'il est nécessaire de mentionner d'autres projets qui évoluent dans le même sens. Des chercheurs islandais canalisent une solution de dioxyde de carbone, captée par des centrales électriques ou des machines spéciales, dans des formations de basalte profondément souterraines, où la roche volcanique la recouvre de minéraux carbonatés stables. Centre Leverhulmeeffectue des essais sur le terrain pour évaluer si la poussière de pierre de basalte ajoutée aux champs de maïs et de soja peut agir comme engrais et comme piégeur de dioxyde de carbone.
Et des scientifiques de l'Université de la Colombie-Britannique, ainsi que des collègues d'autres universités du Canada et d'Australie, explorent diverses utilisations des minéraux extraits comme sous-produit du nickel, des diamants et du platine. L'idée est de simplement les disperser sur le champ, d'ajouter de l'eau et du lisier. Ils s'attendent à ce que les soi-disant résidus miniers aspirent et minéralisent rapidement le dioxyde de carbone de l'air, formant un bloc solide qui peut être enterré. Leurs modèles montrent que cela peut éliminer l'empreinte carbone des mines.