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Subsurface Microbial contribution to Dark CO2 fixation in geological storage sites. Community structure and dynamics

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Fattibilità della cattura e stoccaggio del carbonio nel sottosuolo in basalti a bassa temperatura

I ricercatori hanno approfondito la fattibilità di stoccaggio e mineralizzazione del carbonio nei basalti di bassa temperatura per mitigare l’aumento del cambiamento climatico causato da elevate emissioni di CO2 nell’atmosfera. Gli scienziati hanno studiato come le comunità microbiche ospitate dai basalti possano influenzare l’ambiente locale in cui sarebbe effettuato lo stoccaggio di carbonio.

Tecnologie industriali

La cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) nel profondo sottosuolo è una soluzione promettente di mitigazione per ridurre le emissioni antropiche di CO2 nell’atmosfera. L’efficienza delle tecnologie CCS è stata valutata presso il sito pilota per l’iniezione di CO2 CARBFIX1, associato alla centrale geotermica di Hellisheidi dove il consorzio CARBFIX studia lo stoccaggio di CO2 nelle rocce mafic (ricche di magnesio e ferro). L’iniziativa finanziata dall’UE DARK ENERGY (Contribuzione microbica nel sottosuolo alla fissazione di CO2 oscura in siti di stoccaggio geologico. Struttura e dinamica delle comunità) aveva lo scopo di meglio comprendere la funzione delle comunità microbiche planctoniche che abitano l’acquifero dei depositi in relazione ai cicli di azoto, zolfo, carbonio e ferro, e di valutare la loro reattività alle iniezioni di gas. Il team di ricerca inoltre ha studiato la struttura e le dinamiche delle comunità e ha tentato di descrivere le interazioni microbi-minerale durante la dissoluzione del minerale e le potenziali precipitazioni di CO2. Il team aveva precedentemente rilevato la presenza di una differenziata e abbondante comunità di batteri prima delle iniezioni. Gli scienziati hanno scoperto una grande quantità di proteobatteri e attinobatteri, nonché microrganismi appartenenti ai phyla Nitrospirae, Bacteriodetes e Chlorobi. I ricercatori hanno rilevato che gli ecosistemi profondi sono rapidamente reattivi alle operazioni sul campo associate all’iniezione di CO2. Le acque freatiche cariche di CO2 e acidificanti hanno causato una rilevante diminuzione nella ricchezza microbica, con il proliferare di betaproteobatteri litoautotrofici ossidatori del ferro, insieme a degradatori dei composti aromatici, con un impatto sullo stato di ossidoriduzione della falda acquifera e sul destino del carbonio. Si è dimostrato, in particolare, che la dissoluzione del basalto ospite era fondamentale per il rilascio di nutrienti e fonti di energia in grado di sostenere crescite autotrofiche ed eterotrofiche, con possibili conseguenze sulle attività microbiche stimolate nei depositi minerali. DARK ENERGY ha studiato le comunità microbiche nelle acque sotterranee e riscontrato che i microrganismi sono anche presenti come biofilm sulla superficie delle rocce. Il progetto ha riscontrato che i biofilm formano comunità complesse e diversificate, in grado di fissare la CO2 e influire direttamente sulle funzioni di tutto il sistema. L’iniziativa ha dimostrato che comunità microbiche in ambienti basaltici sono altamente influenzate dalle iniezioni di gas e dalle attività di CCS, con possibili conseguenze sull’efficienza dei depositi minerali. Questi risultati contribuiranno allo sviluppo della tecnologia di fissazione della CO2 all’interno dell’UE. Prima di questa iniziativa, il contributo di microrganismi allo stoccaggio del carbonio non era stato, dai geochimici, considerato e integrato in modelli predittivi. Questi risultati forniscono informazioni preziose sul potenziale microbico per la fissazione diretta o indiretta della CO2, che possono ora essere incorporate nelle future ricerche.

Parole chiave

Cambiamento climatico, emissioni di CO2, cattura e stoccaggio del carbonio, DARK ENERGY, comunità microbiche, vita in profondità

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