CO₂op de oceaanbodem

Vloeibaar CO₂blijkt zich op 3600 meter onder de zeespiegel anders te gedragen dan wetenschappers op grond van berekeningen hadden verwacht. Dat blijkt uit onderzoek van het Amerikaanse Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI). In het jongste nummer van het wetenschappelijk tijdschrift Science berichten het MBARI en de Stanford University over het gedrag van CO₂op de zeebodem.

De toenemende hoeveelheid CO₂in de atmosfeer wordt beschouwd als belangrijke oorzaak van het broeikaseffect, het opwarmen van de atmosfeer. Van nature nemen de oceanen CO₂op. Daarom is al lang gedacht over de mogelijkheid kunstmatig het broeikasgas naar de oceaanbodem te brengen, in de vorm van vloeibaar CO₂. De buffercapaciteit van de oceaan is voldoende om de totale hoeveelheid CO₂in de atmosfeer op te nemen, terwijl daardoor de CO₂-concentratie in het water slechts met 2 procent verandert. Maar voor zoiets mogelijk is, moet nog een aantal wetenschappelijke vragen worden opgelost, en onderzoek worden gedaan naar de risico's, zegt chemicus P. Brewer van het MBARI.

Brewer toonde met laboratoriumproeven en berekeningen aan dat vloeibaar CO₂bij een lage temperatuur en onder hoge druk, zoals in de diepte van de oceanen, 'reageert' met het water. Het resultaat is een ijsachtige verbinding, waarbij watermoleculen de CO₂-moleculen omringen, een zogenaamd clathraat of hydraat.

Op geringe diepte zou het vloeibare broeikasgas naar de oppervlakte stijgen, maar op grond van laboratoriumproeven verwachtten de wetenschappers dat vloeibaar CO₂diep in de oceaan een stabiele laag zou vormen op de bodem, afgedekt door een vaste huid van de ijsachtige verbinding.

De onderzoekers bootsten de situatie op de zeebodem –vloeibaar CO₂afgedekt door een vaste clathraatlaag– na op 350 tot 1000 meter onder de zeespiegel, in de baai bij het aquarium. Zoals verwacht, steeg het CO₂door zijn lage dichtheid omhoog naar het wateroppervlak.

Met een op afstand bediende duikboot, de Tiburon, brachten de onderzoekers enkele liters van het vloeibare CO₂in een glazen koker naar een diepte van 3600 meter onder de zeespiegel. Daar druppelden ze het CO₂langzaam in een bekerglas. Toen gebeurde er iets onverwacht. De eerste uren van het experiment nam het volume van het CO₂sterk toe: het reageerde met het water. Zo vormden zich gashydraten, die zich op de bodem van de koker verzamelden. Door de uitzetting lekten druppels CO₂over de rand van de koker. Die stegen niet naar de oppervlakte, maar 'vielen' op de zeebodem, waar stromen ze meenamen. „Zoiets hadden we nooit voorspeld”, zegt Brewer. De onderzoekers stellen nu hun modellen bij en gaan die komende zomer testen.