Durante un anno in cui termini come carbon neutrality sono diventati sempre più comunemente usati, sembra che il mondo si stia svegliando all'imperativo sottolineato in ogni valutazione climatica di alto livello: l'umanità ha bisogno di fare un cambiamento drastico per arginare le conseguenze più catastrofiche del cambiamento climatico.
I cambiamenti climatici stanno avvenendo più rapidamente di quanto molti scienziati avessero previsto. I gas serra stanno rendendo il pianeta più caldo. L'aumento della temperatura sta sconvolgendo il sistema meteorologico e climatico in modo profondo e a cascata.
Nel suo rapporto del 2020, il Programma ambientale delle Nazioni Unite (UNEP) ha concluso che, nonostante un leggero calo della CO2 atmosferica creato dal blocco pandemico nel 2019, "il mondo si sta ancora dirigendo verso un catastrofico aumento della temperatura superiore a 3° C in questo secolo, ben oltre gli obiettivi dell'accordo di Parigi di limitare il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2° C e perseguire 1,5° C. Continua dicendo che, per evitare le peggiori conseguenze del riscaldamento globale, dobbiamo rimuovere 10 miliardi di tonnellate di CO2 dall'aria entro il 2050.
In altre parole, oltre a ridurre drasticamente le emissioni globali di combustibili fossili, la società deve sviluppare e utilizzare tecnologie per rimuovere la CO2 già presente nell'atmosfera. Questa è un'impresa enorme, ma che gli scienziati del Lamont-Doherty Earth Observatory hanno cercato di raggiungere per più di un decennio.
La decarbonizzazione, il processo di cattura di CO2 dall'aria e dai processi industriali, è stata in varie fasi di sviluppo a Lamont-Doherty per diversi anni. Una delle tante strategie che i ricercatori stanno sviluppando consiste nello sfruttare un processo naturale attraverso il quale la Terra stessa riprende CO2 dall'aria.
Il geologo Peter B. Kelemen è ricercatore presso il Lamont-Doherty Earth Observatory e Arthur D. Storke Memorial Professor presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente. È stato un aspetto chiave dell'Oman Drilling Project, un'iniziativa che coinvolge più di 200 scienziati internazionali provenienti da discipline come la geofisica, la geochimica, la geologia, la biologia e la fisica che stanno lavorando su argomenti di ricerca relativi a una caratteristica geologica unica nel deserto dell'Oman. In questa regione, la crosta oceanica e le sue rocce sottostanti del mantello sono state spinte in superficie, creando la più grande esposizione terrestre della crosta oceanica e del mantello superiore nel mondo.
La CO2 atmosferica reagisce spontaneamente con le rocce dall'interno della Terra, il mantello, per formare minerali "carbonati", sia rimuovendo CO2 dall'aria, sia immagazzinandola permanentemente in forma solida. Questo è guidato dall'energia chimica dovuta allo squilibrio tra le rocce del mantello e l'atmosfera.
Kelemen studia i processi chimici e fisici di reazione tra fluidi e rocce. Il suo obiettivo principale ora è la rimozione di CO2 dall'aria e lo stoccaggio permanente attraverso metodi ingegnerizzati che emulano la mineralizzazione naturale del carbonio. Mentre il suo lavoro in questo settore è iniziato nel 2006, durante l'anno fiscale 2020, le sue scoperte hanno iniziato ad alimentare entusiasmanti investimenti e commercializzazione del settore.
Kelemen e colleghi hanno sviluppato diversi brevetti per processi che sfruttano questa energia chimica naturalmente disponibile per produrre la rimozione di CO2 a basso costo dall'aria e dallo stoccaggio geologico.
"Volevamo capire il modo più economico per togliere l'anidride carbonica dall'aria e abbiamo escogitato qualcosa di molto semplice: prendere il calcare, cucinarlo. Ora hai CO2, da immagazzinare o utilizzare, e ossido di calcio. Metti il CaO fuori per un po' di tempo. Assorbirà CO2 dall'aria, per produrre di nuovo calcare. Questo è così semplice, è quasi stupido. Ma stiamo scoprendo che possiamo convertire il 75% del CaO in calcare in meno di due settimane, semplicemente reagendo con l'aria in laboratorio. E, poiché il processo è così semplice, attualmente ha la più bassa stima dei costi peer-reviewed, di qualsiasi metodo proposto per la cattura diretta dell'aria."
Due start-up stanno mettendo al lavoro l'innovazione di Kelemen. Heirloom Carbon Technologies con sede in California si è impegnata a rimuovere un miliardo di tonnellate di CO2 dall'aria entro il 2035 "ciclo CaO e CaCO3, come descritto sopra. Nel frattempo, 44.01, con sede in Oman, si sta concentrando sullo stoccaggio di CO2 rimossa dall'aria, formando minerali carbonatici solidi sotto la superficie. Entrambi rappresentano un profondo progresso nell'applicazione pratica della scienza della decarbonizzazione. "È il più promettente che abbia mai visto finora. E quindi è molto gratificante vedere finalmente queste cose muoversi verso test sul campo", ha dichiarato Kelemen.