Stoccaggio minerale di CO2 nel sottosuolo mediante co-iniezione con acqua ricircolata

Trasformare un problema climatico in roccia sotterranea

La combustione di combustibili fossili rilascia grandi quantità di anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera, alimentando il cambiamento climatico. Un modo promettente per affrontare questo problema è immagazzinare la CO2 in modo sicuro nel sottosuolo per migliaia di anni. Questo studio mostra come ingegneri nell’arida regione occidentale dell’Arabia Saudita abbiano trasformato una formazione rocciosa vulcanica locale in una gigantesca spugna naturale per la CO2, usando quasi nessuna acqua dolce prelevata in superficie. Il loro approccio indica una via pratica per ridurre le emissioni in aree aride che ospitano alcuni dei maggiori inquinatori industriali al mondo.

Conservare il carbonio come pietra, non come gas

Molti progetti attuali di stoccaggio del carbonio iniettano CO2 compressa in strati profondi del sottosuolo intrappolati sotto rocce impermeabili. Ma in alcune parti del mondo queste «coperture» naturali mancano, rendendo rischioso che la CO2 possa fuoriuscire in superficie. Un’alternativa è trasformare la CO2 in minerali solidi all’interno di rocce reattive come il basalto, una roccia vulcanica scura ricca di metalli come calcio, magnesio e ferro. Quando la CO2 è dissolta in acqua e scorre attraverso il basalto, può reagire formando carbonati stabili—essenzialmente calcare artificiale e rocce correlate. Tuttavia, fino ad ora questa strategia è stata limitata dall’enorme richiesta d’acqua, un ostacolo serio nei deserti.

Usare le acque sotterranee come fluido operativo

Il progetto pilota, situato vicino al Jizan Economic Complex sulla costa del Mar Rosso in Arabia Saudita, ha trivellato un insieme di pozzi in una spessa sequenza di basalto datata 21–30 milioni di anni. Due pozzi, distanti circa 130 metri, sono stati usati come sistema accoppiato: uno per pompare l’acqua sotterranea in superficie e l’altro per reimmetterla dopo l’aggiunta di CO2. All’interno del pozzo di iniezione, CO2 pura è stata fatta gorgogliare nell’acqua che scorreva in profondità in modo da dissolversi completamente, creando un’acqua ricca di CO2, fredda, densa e leggermente acida che non sarebbe risalita per galleggiamento verso la superficie. La stessa acqua sotterranea è stata ricircolata continuamente tra i due pozzi, eliminando la necessità di trasportare acqua esterna e riducendo l’accumulo di pressione nella roccia.

Seguire l’acqua e osservare la formazione di nuovi minerali

Una volta iniziata l’iniezione continua di CO2, il team ha monitorato con attenzione come cambiava l’acqua circolante mentre fluiva attraverso il basalto fratturato. Hanno controllato la sua acidità, il contenuto di carbonio e gli elementi disciolti come calcio, magnesio, silicio e ferro, e hanno aggiunto due traccianti chimici innocui per seguire i percorsi del fluido. Man mano che l’acqua caricata di CO2 si diffuse nel sottosuolo, si è arricchita di questi elementi derivati dalla roccia, indicando che il basalto si stava dissolvendo e rilasciando i mattoni per nuovi minerali. Nel tempo, il contenuto di carbonio disciolto nell’acqua prodotta è inizialmente aumentato per poi diminuire costantemente, mentre la chimica indicava che minerali carbonatici come calcite, ankerite e siderite stavano raggiungendo la saturazione e iniziando a precipitare nelle fratture della roccia.

Misurare quanto carbonio si è trasformato in roccia

Per andare oltre le inferenze, i ricercatori hanno usato i traccianti chimici per stimare quali sarebbero stati i livelli di carbonio disciolto se non fossero avvenute reazioni. Confrontando questa linea di base “senza reazione” con le misure effettive è emerso un crescente deficit di carbonio nell’acqua, il che significa che veniva sequestrato come nuovi solidi. Due traccianti indipendenti, la fluoresceina sodica e l’esafluoruro di zolfo, hanno fornito risultati coerenti: entro circa dieci mesi dall’inizio dell’iniezione, circa il 70 percento delle 131 tonnellate di CO2 pompate nella formazione era stato convertito in minerali solidi. Ulteriori prove fisiche provenienti da una pompa recuperata in profondità, rivestita e intasata da nuovi cristalli carbonatici, hanno confermato che la CO2 iniettata si era effettivamente trasformata in pietra.

Cosa significa per le future soluzioni climatiche

Dimostrando che l’acqua sotterranea riciclata può trasportare e mineralizzare grandi quantità di CO2 nel basalto fratturato, questo progetto offre un modello per lo stoccaggio del carbonio in regioni aride che sono sprovviste di trappole sotterranee convenzionali. Il metodo utilizza meno energia rispetto alla tradizionale iniezione ad alta pressione della CO2, perché la CO2 disciolta è spinta principalmente dalla gravità piuttosto che da pompe potenti, e evita la forte competizione per la scarsa acqua di superficie. Sebbene permangano domande sulla capacità a lungo termine e sui limiti spaziali nella roccia, il progetto pilota di Jizan dimostra che trasformare la CO2 in roccia sottoterra non è solo una curiosità da laboratorio—può funzionare su scala industriale, anche nei deserti strettamente legati all’economia dei combustibili fossili.

Citazione: Oelkers, E.H., Arkadakskiy, S., Ahmed, Z. et al. CO₂ subsurface mineral storage by its co-injection with recirculating water. Nature 651, 954–958 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10130-5

Parole chiave: mineralizzazione del carbonio, stoccaggio in basalto, cattura e stoccaggio del carbonio, Arabia Saudita, ricircolo sotterraneo di CO2