Olivine to Combat Climate Change

Abstract

Weathering of basic rocks, containing magnesium and calcium silicates, is the main mechanism to capture CO₂ in a sustainable way, with storage of organic carbon a distant second. The CO₂ emission by Man, due to the combustion of fossil fuels is at least ten times larger than the natural CO₂ emission from the Earth. Emission and capture are no longer in balance, and the concentration of CO₂ in the atmosphere is steeply rising. It is a logical step to investigate whether we can stimulate the natural process of weathering in such a way that the balance is restored. Weathering takes place at the surface of rocks, so we must increase the available surface area. This can be done by mining and milling suitable rocks, and spread the powder over land and in shallow seas. Factors that influence the rate of reaction, apart from grain size, are temperature, pH and water. This means that soils in tropical countries are best suited. Soil atmospheres are on average hundred times richer in CO₂ than air. This is caused by the decay of plant material and the respiration of soil fauna. A high CO₂- pressure causes a low pH, which is favorable for weathering. The most suitable rock type is dunite, which consists for more than 90 % of olivine. Dunite massifs are found in many countries on each continent. Large massifs occur among others in Guinea, Sierra Leone and Ivory Coast. By mining the olivine there, milling it and spreading a thin layer over the surroundings, climate change can be counteracted. Weathering is a natural process, that has kept the CO₂ level of the atmosphere within bounds for billions of years, thus no short term or long term negative ecological consequences are to be expected.

Вивітрювання основних порід, що містять магнієві і кальцієві силікати, є основним механізмом поглинання СО₂ протягом тривалого часу з тривалим збереженням органічного вуглецю. Виділення СО₂ під час спалювання викопних паливних матеріалів, щонайменше, вдесятеро вище, ніж виділення СО₂ Землею. Рівноваги між виділенням і поглинанням вже не існує і концентрація СО₂ в атмосфері поступово зростає. Необхідно з’ясувати, чи можливо стимулювати природний процес вивітрювання так, щоб відновити цю рівновагу. Вивітрювання відбувається на поверхні порід, отже, необхідно збільшити наявну площу поверхні. Це можна зробити, видобуваючи і подрібнюючи придатні для цього породи і розсіюючи порошок над землею і мілководними морями. Чинники, що впливають на швидкість реакції, без урахування розмірів зерен, — температура, рН і вода. Отже, найбільш придатні для цього ґрунти тропічних країн. Атмосфера ґрунтів в середньому в сотні разів більше збагачена СО₂, ніж повітря, що обумовлено розпадом рослинного матеріалу і диханням ґрунтової фауни. Високий тиск СО₂ знижує рН, що є сприятливим фактором для вивітрювання. Найпридатнішим типом порід є дуніт, складений більш ніж на 90 % з олівіну. Масиви дуніту знайдені в багатьох країнах на кожному континенті. Великі масиви цих порід поряд з іншими країнами розташовані у Гвінеї, Сьєрра-Леоне і на Березі Слонової Кості.

Выветривание основных пород, содержащих магниевые и кальциевые силикаты, служит основным механизмом поглощения СО₂ в течение продолжительного времени с длительным сохранением органического углерода. Выделение СО₂ при сжигании ископаемых топливных материалов, по меньшей мере, в десять раз выше, чем выделение СО₂ Землей. Равновесия между выделением и поглощением уже не существует и концентрация СО₂ в атмосфере постепенно растет. Необходимо выяснить, возможно ли стимулировать естественный процесс выветривания таким образом, чтобы восстановить это равновесие. Выветривание происходит на поверхности пород, следовательно, необходимо увеличить имеющуюся площадь поверхности. Это можно сделать, добывая и измельчая пригодные для этого породы и рассеивая порошок над землей и мелководными морями. Факторы, влияющие на скорость реакции, без учета размеров зерен, — температура, рН и вода. Следовательно, наиболее пригодны для этого почвы тропических стран. Атмосфера почв в среднем в сотни раз более обогащена СО₂, чем воздух, что обусловлено распадом растительного материала и дыханием почвенной фауны. Высокое давление СО₂ понижает рН, что служит благоприятным фактором для выветривания. Наиболее подходящим типом пород является дунит, состоящий более чем на 90 % из оливина. Массивы дунитов обнаружены во многих странах на каждом континенте. Большие массивы этих пород наряду с другими странами расположены в Гвинее, Сьерра-Леоне и на Берегу Слоновой Кости.