“แร่โอลิวีน” (Olivine) กลุ่มแร่เฟอร์โรแมกนีเซียมซิลิเกต มีสูตรเคมีคือ (Mg,Fe)₂SiO₄ เป็นแร่ธาตุสีเขียวที่พบได้ทั่วไปในชั้นแมนเทิลของโลก เมื่อแร่โอลิวีนถูกนำขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก จะสามารถ “กักเก็บคาร์บอน” ได้ โดยจะทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำฝนหรือน้ำทะเล ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนอนินทรีย์ที่ดำเนินมานับพันล้านปี นับเป็นแร่ซิลิเกตที่สามารถผุพังได้รวดเร็วที่สุดในธรรมชาติ
กระบวนการทางธรณีวิทยานี้ จะเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนให้กลายเป็น “ไบคาร์บอเนต” (Bicarbonate) ซึ่งเป็นสารประกอบที่เสถียรและสามารถกักเก็บคาร์บอนไว้ในมหาสมุทรได้ยาวนานหลายพันปี ในระยะยาว สารเหล่านี้จะตกตะกอนและแปรสภาพเป็นหินปูนในพื้นมหาสมุทร กลายเป็นการจัดเก็บคาร์บอนอย่างถาวร แต่กระบวนการตามธรรมชาตินี้เกิดขึ้นช้าเกินกว่าจะรับมือกับปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์ปล่อยออกมาในปัจจุบัน
นักวิทยาศาสตร์จึงได้นำเสนอแนวคิด “การเร่งการผุพังของหิน” (Enhanced Rock Weathering) โดยการบดแร่โอลิวีนให้เป็นเม็ดละเอียดขนาดเท่าทรายเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการทำปฏิกิริยา เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพสูงมาก โดยมีการประเมินว่าการกระจายแร่ซิลิเกตบนพื้นที่เกษตรกรรมหรือชายฝั่งอาจช่วยขจัดก๊าซคาร์บอนได้ถึง 1,100 ล้านตันต่อปี
เทเรซ่า แวน ดองเกน ผู้ออกแบบวัสดุ ระบุว่า “ทรายโอลิวีน 1 ตัน สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เกือบ 1 ตัน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม”
อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครนำไปแร่โอลิวีนมาใช้กักเก็บคาร์บอน จนกระทั่ง Vesta บริษัทสตาร์ทอัพได้บุกเบิกเทคโนโลยีที่เรียกว่า “การดักจับคาร์บอนชายฝั่ง” (Coastal Carbon Capture™) โดยเน้นการใช้พลังงานธรรมชาติจากคลื่นทะเลมาช่วยบดและผสมแร่โอลิวีน
ทอม กรีน ซีอีโอของ Vesta กล่าวว่า “โลกจะแข็งแรงได้ ก็ต้องมีมหาสมุทรที่แข็งแรง เราจึงหาทางดักจับคาร์บอนชายฝั่ง ซึ่งจะช่วยขจัดความเป็นกรดในมหาสมุทร ไปพร้อมกับขจัดคาร์บอนอย่างถาวร”
โครงการนำร่องที่สำคัญเกิดขึ้นในปี 2022 ณ บริเวณชายหาดเซาแธมป์ตัน ลองไอส์แลนด์ รัฐนิวยอร์ก ทีมวิจัยได้เติมทรายโอลิวีนจำนวน 650 ตัน ลงบนชายหาดควบคู่ไปกับทรายธรรมดา 13,500 ตัน สำหรับช่วยเสริมความมั่นคงของชายฝั่งจากการกัดเซาะ จากนั้นปล่อยให้กระแสน้ำและคลื่นพาทรายสีเขียวเหล่านี้ลงสู่ท้องทะเล เพื่อเริ่มกระบวนการดูดซับคาร์บอนและเพิ่มค่าความเป็นด่าง
เครดิตภาพ: Chayenne Moreau
ในการทดสอบภาคสนามครั้งแรกนี้ นักวิจัยได้เก็บตัวอย่างตะกอนดินตั้งแต่ระดับน้ำตื้นไปจนถึงระยะ 160 เมตรนอกชายฝั่งเพื่อติดตามผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ผลการศึกษาพบว่า ระบบนิเวศบริเวณพื้นทะเลได้รับผลกระทบเพียงชั่วคราวและสามารถฟื้นตัวได้อย่างรวดเร็ว โดยความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่กลับคืนสู่สภาวะปรกติ ภายในเวลาเพียงสองเดือนหลังจากมีการเติมทราย
อย่างไรก็ตาม พบว่า “หนอนแดง” มีจำนวนลดลงในบริเวณที่มีแร่โอลิวีน แต่การเปลี่ยนแปลงของสปีชีส์ในลักษณะเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นในบริเวณที่มีการเติมทรายธรรมดาเช่นกัน นั่นหมายความว่า การรบกวนเกิดขึ้นจากกระบวนการเติมทรายบนชายหาดตามปรกติ ไม่ใช่จากตัวแร่โอลิวีนเพียงอย่างเดียว
แม้ว่า แร่โอลีวีนจะมีส่วนประกอบโลหะหนักอย่างนิกเกิล โครเมียม โคบอลต์ และแมงกานีส แต่ผลการวิเคราะห์ในหนึ่งปีแรกพบว่า โลหะเหล่านี้ไม่ได้สะสมในร่างกายของสัตว์ทะเลที่สุ่มตรวจอย่างมีนัยสำคัญ โดยคริสโตเฟอร์ เพียร์ซจาก National Oceanography Centre ชี้ว่าการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตอาจช่วยกักเก็บโลหะเหล่านี้ไว้ แต่อาจลดประสิทธิภาพในการดูดซับคาร์บอนลงบ้าง
ทั้งนี้ เจมส์ เคอร์รี จากองค์กร OceanCare กล่าวว่า ยังไม่สามารถด่วนสรุปได้ว่าแร่โอลิวีนจะไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เขาเตือนว่าแร่โอลิวีนอาจถูกทรายปรกติกลบไว้ในบางช่วงเวลา ทำให้สัตว์ทะเลไม่ได้สัมผัสกับแร่โดยตรงอย่างต่อเนื่อง
อีกหนึ่งประโยชน์ของแร่โอลิวีน คือ ช่วยลดความเป็นกรดของน้ำทะเล เมื่อโอลิวีนละลายจะช่วยเพิ่มค่า pH และความเป็นด่าง ซึ่งส่งผลดีต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลที่ต้องสร้างเปลือกหรือโครงสร้างแข็งจากหินปูน เช่น หอยและปะการัง โดยทอม กรีนเน้นย้ำว่านี่ไม่ใช่การดัดแปลงสภาพอากาศ แต่เป็นการใช้กระบวนการธรรมชาติเพื่อ “แก้ไขความเสียหายที่เกิดกับสภาพอากาศ”
ขณะนี้ โครงการกำลังไปทดลองที่นอร์ทแคโรไลนาด้วยการใช้แร่โอลิวีนถึง 8,200 ตัน เพื่อทดสอบในขนาดที่ใหญ่ขึ้นและเก็บข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติม
หากโครงการนี้ สามารถขยายขนาดการผลิตจนถึงระดับกิกะตัน ต้นทุนในการขจัดคาร์บอนอาจลดลงเหลือเพียง 35 ดอลลาร์ต่อตัน ซึ่งถือว่าเป็นราคาที่แข่งขันได้มากเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่น ๆ แม้แต่ บิล เกตส์ ก็ยังแสดงการสนับสนุนผ่านโซเชียลมีเดีย โดยระบุว่า “นี่คือการใช้แร่ธรรมชาติและมหาสมุทรเพื่อช่วยโลกกำจัดคาร์บอนมหาศาล”
อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความท้าทายในด้านการขนส่งแร่ที่มีความหนาแน่นสูง รวมถึงการทำเหมืองและการบดแร่ให้ประหยัดพลังงานที่สุด เพื่อให้กระบวนการทั้งหมดส่งผลบวกต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง
การทดลองที่นิวยอร์ก ถือเป็นก้าวแรกที่สำคัญในการเปลี่ยนผ่านจากทฤษฎีในห้องแล็บสู่การใช้งานจริงในท้องทะเล แม้ผลลัพธ์ในปีแรกจะดูมีความหวัง แต่เหล่านักวิจัยย้ำว่านี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการทดลองอันยาวนาน เพื่อพิสูจน์ว่าการใช้แร่โอลิวีนเป็นวิธีที่ปลอดภัยและยั่งยืนในระยะยาว
ที่มา: Dezeen, New Scienctist, ZME Science
