Уровень океана колебался, суша то появлялась, то исчезала под морской водой. В период миоцена уровень моря поднимался 22, 17 и 10 миллионов лет назад на 100 метров выше, чем сегодня. Медленное движение земной коры и повышение уровня воды привели к образованию морских отложений на мелководье. Флоридские известняки – это отложения морских организмов, вырабатывающих кальцит: кораллов, ракушек и одноклеточных фораминифер. За миллионы лет накопились отложения толщиной в несколько километров и образовали Флоридскую карбонатную платформу.

    Средняя высота Флориды над уровнем моря составляет 30 метров, а, например, Майами – всего 4 метра. Если говорить о толщине некарбонатных пород или о почве, то речь идет о сантиметрах. Цветущий полуостров представляет собой тонкую пленку жизни на вершине огромной горы известняка, CaCO₃, простирающейся на глубину до 11 километров. Это результат удаления CO2 из атмосферы за последние 170 миллионов лет.

     Мелководья платформ из-за регулярного образования карбонатных минеральных отложений в океанологии называются "карбонатными фабриками".

    Исследования показывают, что на этих фабриках основным двигателем является соль.

    При относительно постоянной температуре поверхности, составляющей около 28°C, из-за испарения соленость увеличивается со среднемирового значения в 35‰ (частей на тысячу) до 41-43‰. Чем выше соленость, тем больше ионная сила раствора — показатель напряженности электрического поля, создаваемого ионами в растворе. Согласно химической термодинамике, это влияет на константы растворимости карбонатов, заставляя их выпадать в осадок из морской воды. Эта сила заставляет морские организмы связывать карбонат-ионы в нерастворимые минералы: скелеты и раковины. А в жаркий период, когда соленость превышает 41‰, возможно прямое химическое осаждение арагонита, полиморфа CaCO₃, который затем перекристаллизовывается в кальцит. Это явление называется "белением", "whitening" — самопроизвольным абиотическим образованием минеральной взвеси в морской воде.

    Производительность местных карбонатных фабрик очень высока. Так, количество осадков карбонатов на соседней Багамской платформе составляет в среднем 0,6 кг на квадратный метр в год, а на краю платформы у Флоридского пролива достигает 1,2 кг/м²/год CaCO₃ или, если пересчитывать по массе углекислого газа, 0,5 кг CO2/м²/год.

    Этот углеродный насос способен откачать весь CO2 из атмосферного столба над ним (0.4 kg/m²) менее чем за 1 год.

    Это настоящие "белые дыры", которые поглощают углерод из атмосферы и океана.

    Поскольку соль инициирует и ускоряет осаждение карбонатных ионов из морской воды, ее недостаток, соответственно, замедляет работу этих карбонатных фабрик. Глобальное потепление, таяние ледников и полярных шапок приводят к опреснению поверхностных вод. Термодинамическая взаимосвязь солености и уровня рН воды приводит к так называемому "закислению океана", снижению продуктивности фораминифер и обесцвечиванию кораллов.

    Это происходит на поверхности. На дне Мексиканского или теперь Американского залива картина совершенно иная: там есть донные гиперсоленые озера с соленостью в 7-8 раз выше средней. Под донными известняками залегают слои крепких рассолов, а еще глубже – массивные пласты каменной соли толщиной в несколько километров.

    Чтобы разобраться в этом, давайте заглянем глубже во времени, к началу.

    Тектонические подвижки земной коры привели к образованию гигантских залежей соли в Мексиканском соляном бассейне, втором по величине в мире.

    Чтобы ознакомиться с глобальной картиной соли, ее залежами и добычей, пожалуйста, смотрите Соль Земли.

    Каменная соль имеет меньшую плотность (2,2 т/м³), чем породы над ней (2,6–2,8 т/м³), на глубине нескольких километров и при высоком давлении она становится очень текучей, проникает сквозь вышележащие слои, образует диапиры и соляные купола, salt domes.

    Слой материнской соли представляет собой почти сплошное покрытие толщиной около 1-1,5 км, из которого со скоростью 1-2 мм в год растут к поверхности диапиры и соляные купола. Площадь этих соляных тел колеблется от нескольких до нескольких десятков километров. Вертикальные размеры: 3-5 км соли в континентальной части и до 10 км в глубоководных районах залива.

     Большинство соляных тел расположено на глубине более 2 км, но есть соляные купола, которые выходят к поверхности. В континентальной западной части штата Флорида два купола находятся на глубине 250 м от поверхности, а в Миссисипи, Луизиане и Техасе есть несколько куполов, которые достигают дневной поверхности .

    Добыча соли в этих регионах США составляет около 10 миллионов тонн каменной соли в год.

    Каменная соль в основном используется для борьбы с гололедом на дорогах. Конечная цена на рынке США составляет 40-60 долларов за тонну.

    Соль для животноводства, химической и пищевой промышленности добывается в основном жидкостным способом – рассольной добычей, путем бурения скважин, закачки в них воды, откачки рассола и выпаривания как в открытых бассейнах, так и в вакуумных поддонах. Во мире майнинг рассолов может превышать добычу сухой соли.

     Также хорошо развиты технологии создания и эксплуатации подземных соляных каверн для хранения нефти и газа. Так стратегический нефтяной резерв США (SPR) находится в таких подземных хранилищах в соляных куполах на побережье теперь уже Американского залива.

     Также для наших целей в качестве источников соли могут быть использованы несколько затопленных соляных шахт. За прошедшие годы концентрация соли в воде достигла максимальной концентрации 35,9 %, и при правильной эксплуатации эти шахты могут стать долгосрочным источником рассола , содержащего 1/3 соли.

    На рисунке показана схема прямого химического удаления карбонат-ионов. При температуре около 28°C критическое превышение ионной силы немедленно приводит к образованию твердых осадков. Однако также могут быть осуществимы более мягкие и долгосрочные методы, ориентированные на биологические катализаторы (карбоангидразу) микробиоты, фиксирующей кальцит (фораминиферы и кокколитофориды, основные поглотители углерода на Земле).

    Для того чтобы повысить соленость 2-метровой поверхности морской воды на 4 ‰ и вызвать выпадение минеральных осадков, необходимо 8000 тонн соли на 1 квадратный километр. Например, два балкера среднего класса (Handymax) вместимостью по 50 000 тонн каждый смогут удалить растворенный CO2 на площади 12.5 км².

     Общая масса осажденного CaCO3 зависит от многих факторов конкретного местоположения и может быть рассчитана путем математического моделирования химической кинетики с течением времени. Для непосредственного "whitening" требуется время в секундах и минутах, а для усиления "фораминиферового кальцитового дождя" – месяцы и годы. Согласно "багамской модели", на 1 км² образуется в среднем около 600 тонн CaCO₃ в год.

    Следует понимать, что соль никуда не исчезает и продолжает свою работу в процессе диффузии. Термодинамические расчеты показывают, что потенциал осаждения карбоната кальция, Calcium Сarbonate Precipitation Potential, CCPP, не зависит от степени растворения. Независимо от того, насколько велик мировой океан и насколько незначительны воздействия на него, все имеет измеряемые значения. Результирующим коэффициентом для соотношения соль/CO2 является время. В представленной схеме эквивалентность наступает через 8000/(600x0,44 молярная масса CO2) = 30,3 года.

     Соль является причиной образования нефти. Полная непроницаемость соляных пластов создает ловушки для нефти и газа, а текучесть при высоких давлениях приводит к разрывам в пластах, к тектоническим сдвигам, которые способствуют движению органического вещества и образованию подземных резервуаров нефти и газа.

     Из более чем 6000 нефтяных скважин, пробуренных на шельфе Американского залива, большинство наталкивались на соль. Их можно рассматривать в качестве источников крепких рассолов.

    Сегодня себестоимость добычи каменной соли в мире находится в диапазоне 10-30 долларов за тонну. Стоимость соли в виде рассола не определена из-за отсутствия спроса и практического применения. При цене 80 долларов за баррель 1 тонна сырой нефти стоит около $575, а при ее сжигании образуется примерно 3,67 тонны CO2.

    На тридцатилетнем горизонте стоимость соли для утилизации CO2 составит $20 x 3.67 = $73.4 или около 12,7% от нефти, что, на мой взгляд, вполне приемлемо для "индульгенции", компенсаци за выбросы CO2.

     Для добычи соли нет необходимости бурить скважины. В Американском заливе, у подножия Техасско-Луизианского склона, есть несколько гиперсоленых озер, из которых Orca (27°10N 91°30W) является самым крупным и наиболее изученным .

    Любое судно, способное опустить шланг на глубину 2500 метров, может стать добытчиком соли.

     При 1/4 содержания соли в рассоле придется перемещать три четверти балластной воды. Однако этот недостаток может быть компенсирован удобным расположением резервуара. Центральная часть Американского залива является источником и усилителем ураганов. Пресная вода из реки Миссисипи легче соленой и растекается по поверхности залива. В то время как с юга поступает теплая вода. Сочетание высокой температуры и низкой солености, согласно закону Рауля, образует своеобразный "котел" с высоким испарением, с образованием восходящих потоков влажного воздуха, которые инициируют и усиливают ураганы.

    Пожалуйста, посмотрите, как мы планируем избавить побережье от этого стихийного бедствия, как мы будем отменять ураганы.

Где эта технология применима? На отложение карбонатов влияют температура и соленость, причем соленость оказывает большее влияние. Для непосредственного "whitening" необходимо сочетание высоких температур от 28°C и выше (оранжево-красный цвет) и высокой солености более 37 ‰ – бледно-белый цвет на карте.

     На картах показаны средние значения, которые летом выше. В северном полушарии красная полоса смещается вверх. И, например, в жаркий сезон в Средиземном море вполне возможен искусственный"whitening", учитывая высокую соленость моря (38 ‰), и что не очевидно из карты средних температур (Средиземное море только желтого цвета).

    Оранжевый и красный цвета на температурной карте Средиземного моря показывают, что летом "whitening" возможен у берегов Испании, Италии, Греции, Турции, и особенно у берегов стран Африки и Ближнего Востока. Где значения температуры и солености таковы, что для инициирования химических реакций осаждения карбонатов требуется очень малое увеличение солености всего на 1 ‰. А в теплых и соленых Красном море и Персидском заливе в жаркое время года "whitening" происходит спонтанно, без какого-либо внешнего воздействия, а их донные отложения на 95% состоят из карбоната кальция, CaCO₃, удаленного углерода.

     Мы принимаем участие в финале XPRIZE Carbon Removal. Вот основные цели и правила этого конкурса.

"Я ищу ответы за сто миллионов долларов, которые помогут изменить ход человеческой истории и исцелить нашу планету".

Наша технология остановит Глобальное потепление, предотвратит многие стихийные бедствия, создаст глобальную климатическую индустрию и станет движущей силой экономического роста.

“Вы должны продемонстрировать, что ваша методология позволит каким- то образом удерживать CO2 по крайней мере в течение 100 лет”.

Как насчет 100 миллионов лет?

”Команда-победитель должна доказать нашим судьям, что их подход действительно может быть масштабирован до гигатонного уровня”.

Для масштабирования нет никаких ограничений. Мировая добыча соли превысит добычу нефти (около 5 Гт/год) через 5-10 лет .

“Они должны реально создать что-то, что работает, и продемонстрировать что-то, что может извлекать 1000 тонн углерода в год, килотонну углерода в год в качестве демонстрационной модели”.

У нас нет двух кораблей... и шланга... Кроме того, наш IQ не позволяет нам бороться с Глобальным потеплением в одиночку. Именно поэтому мы создаем онлайн- и офлайн- конференции.