Op til flere meter dybt.
Hundrede tusinder af år (inden for den sidste istid)
Alle ikke levende plante- og dyrerester i jorden er organisk materiale med kulstof.
Det nedbrydes af som insekter, snegle, mikroorganismer, svampe og små bakterier, så de kan spise det og binde kulstoffet i deres kroppe, indtil de selv ‘dør’ eller udskiller det som biprodukter. Grovere plantemateriale som halm kan tage lang tid at nedbryde, fordi det har et lavt kvælstofindhold, mens grønne blade hurtigt ryger videre i systemet.
Planternes rødder udskiller også ‘rodjuice’ med kulstofforbindelser. Noget af det organiske materiale vil binde sig til jordens mineraler (særligt ler) uden at blive omsat og lagret stabilt i jorden. Vi kan kalde det en ‘begravelseseffekt’.
Svært omsætteligt materiale som for eksempel træbark og ved har meget kompakte sukkermolekyler, og det vil typisk lagres bedre over tid. Miljøet spiller ligeledes en vigtig rolle – særligt bidrager vådområder og lavbundsjorde til en større kulstoflagring.
1 – 2 kilometer under overfladen.
Cirka 20 millioner år (plus/minus)
Det organiske materiale, der ikke umiddelbart omsættes på jordoverfladen, vil synke dybere ned i undergrunden (i takt med at nye lag kommer ovenpå). Her udsættes det for stigende pres og temperaturstigning på grund af varme fra jordens indre.
Af den grund ser humusholdig jordlag (og i princippet også jordlag i det marine miljø) nu markant anderledes ud. Biomassen lægger sig lagdelt i skifer (en fladtrykt og lerholdig jordlag) eller i en sandsten, og den vil fremstå i mørke streger, hvis man laver et tværsnit. På den måde kan man faktisk se forskellene i kulstoflagringen over tid.
Kulstoffet er nu blevet mere stabilt og mindre reaktivt rent kemisk set i stenen, men det kan i princippet stadig omdannes af mere specialiserede bakterie der kan leve i undergrunden i flere kilometers dybde. Kulstoffet kan udgøre op til en tiendedel af den samlede stenvægt.
Man står nu med et geologisk materiale, der har opsamlet og forseglet CO2.
Flere kilometer nede i jorden
Hundrede millioner af år (tilbage i allertidligste dinosaurperiode)
Dybt nede i jorden i cirka 3 kilometers dybde under forhold på over 100 grader ligger gammelt organisk materiale indlejret i kulformationer. Kul er en bjergart, som består af dødt organisk materiale som træ- og planterester med masser af kulstof, der er blevet sammenpresset af varme og tryk fra jordens fra oven liggende jordlag.
De er fra en geologisk tid for millioner af år siden, hvor der blev fjernet store mængder CO2 fra atmosfæren. Dengang var der relativt færre kvalificerede jordiske mikronedbrydere, og som konsekvens ophobede kulstoffet i jorden sig. Uligevægten medførte det omvendte af, hvad vi ser i dag – nemlig en massiv nedkøling af jorden og istid.
I samme dybde og endnu længere nede findes også gas og olie, som er naturlige forekomster, når henholdsvis biomasse og alger/bakterier varmes op. Der sker en kemisk reaktion, og gas og olie udskilles og samles i sten med større porrer.
Verden over sker vulkanudbrud naturligt, og der er bogstaveligt talt med til at eksplodere gas tilbage i atmosfæren – hvorved kulstoffet igen udledes som CO2.
I våde områder
Dannes løbende men peakede i den geologiske kridttid
Fra naturens side er det ikke kun i form af biomasse (organisk materiale), at CO2 tages ud af atmosfæren og aflagres i jordiske bjergarter. Det sker også, når den reagerer kemisk med vand og omdannes til en svag syre kaldet bikarbonat (natron).
Syren er meget reaktiv og kan nedbryde mineraler fra sten som eksempelvis granit. På den måde frigives ioner, som så skyller til havet, sådan at blandt andre koraller kan danne deres kalk i store rev. I de rev er der meget CO2 bundet i skeletterne, som dyrene bruge til at beskytte sig med og som afstivning – ligesom træernes grene på landjorden. Et godt eksempel kunne være muslingeskaller.
Kulstoffet er bundet relativt solidt i både karbonatbjergarter og døde skeletter.
Kridttiden var en over 100 millioner år lang periode, hvor disse processer var ‘på speed’. Det skete, fordi mange vulkaner gik i udbrud, hvilket medførte både ekstra surt regnvand og ekstra udskylning af calcium og magnesium i vandet (komponenterne til karbonatdannelsen ).
Nu har vi været omkring kulstofholdige jorde og karbonat, men sand er tredje ben i kulstoflagring- taburetten. Overfladenært sand består af de fineste partikler, men under jorden presses det trykket sammen til sandsten.
Sandstenen er meget hård og kendetegnes ved at dens mange hulrum og porer.
Disse er typisk fyldt med vand i undergrunden, men reservoirerne er faktisk oplagte til menneskefaciliteret og strategisk lagring af CO2. Stenen kaldes for ‘permeabel,’ fordi op til en tredjedel af den består af luft. Det kan man undersøge ved at hælde vand igennem.
Sand består som sådan ikke af særlig meget kulstof, men det har stort lagringspotentiale.