Trapped in the Big Blue: Rimozione di diossidu di carbonu di l'oceanu

Sbattendu a Geoingenieria Climatica: Parte 2

Parte 1: Inconnu senza fine
Part 3: Mudificazione di Radiazione Solar
Parte 4: Cunsiderendu l'etica, l'equità è a ghjustizia

A rimozione di diossidu di carbonu (CDR) hè una forma di geoingenieria climatica chì cerca di caccià u diossidu di carbonu da l'atmosfera. CDR mira à l'impattu di l'emissioni di gas di serra riducendu è rimuovendu u diossidu di carbonu atmosfericu via u almacenamentu à longu è cortu termini. U CDR pò esse cunsideratu basatu in terra o oceanu, secondu u materiale è i sistemi utilizati per catturà è almacenà u gasu. Un enfasi nantu à a CDR terrestre hè stata predominante in queste conversazioni, ma l'interessu à sfruttà u CDR di l'oceanu hè in crescita, cun attenzione à i prughjetti naturali è meccanichi è chimichi rinfurzati.

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I sistemi naturali eliminanu digià u diossidu di carbonu da l'atmosfera

L'oceanu hè un lavu di carbone naturali, catturà 25% di diossidu di carbonu atmosfericu è u 90% di l'excedente di u calore di a Terra attraversu prucessi naturali cum'è a fotosintesi è l'assorbimentu. Questi sistemi anu aiutatu à mantene a temperatura glubale, ma sò diventati sovraccarichi per via di l'aumentu di diossidu di carbonu atmosfericu è altri gasi di serra da e emissioni di carburanti fossili. Questa assunzione aumentata hà cuminciatu à affettà a chimica di l'oceanu, pruvucannu l'acidificazione di l'oceanu, a perdita di biodiversità è novi mudelli di l'ecosistema. A ricustruzzione di a biodiversità è di l'ecosistema cumminata cù una riduzzione di i carburanti fossili rinfurzà u pianeta contr'à u cambiamentu climaticu.

L'eliminazione di diossidu di carbonu, attraversu a nova crescita di piante è arburi, pò esse in terra è in l'ecosistema oceanicu. L'afforestazione hè creazione di novi fureste o ecosistemi oceanici, cum'è mangroves, in zoni chì storicamente ùn anu micca cuntene tali piante, mentre chì a riforestazione cerca di reintroduce l'arburi è altre piante in i lochi chì sò stati cunvertiti à un usu sfarente, cum'è terreni agriculi, minieri, o sviluppu, o dopu a perdita per via di a contaminazione.

Detriti marini, plastica, è contaminazione di l'acqua anu cuntribuitu direttamente à a maiò parte di a perdita di alghe marini è di mangrove. U Legge sull'acqua pulita in i Stati Uniti, è altri sforzi anu travagliatu per riduce tali contaminazione è permette a reforestazione. Questi termini sò stati generalmente usati per discrìviri e fureste terrestri, ma ponu ancu include l'ecosistemi di l'oceanu cum'è mangroves, seagrasses, saline, o alghe.

A prumessa:

Arburi, mangroves, seagrasses, è e piante simili sò bacini di carbone, aduprendu è sequesteru diossidu di carbonu naturali per via di a fotosintesi. U CDR di l'Oceanu spessu mette in risaltu "carbonu blu", o diossidu di carbonu sequestratu in l'oceanu. Unu di l'ecosistema di carbone blu più efficaci hè i mangrovi, chì sequestranu u carbone in a so cortezza, u sistema radicali è a terra, almacenendu u carbonu. finu à 10 volte più carbonu chè i boschi in terra. Mangroves furnisce numerosi co-benefizii ambientali à e cumunità lucali è à l'ecosistemi custieri, prevenendu a degradazione è l'erosione à longu andà, cum'è moderate l'impattu di e timpeste è l'onda nantu à a costa. I boschi di mangrove creanu ancu abitati per diversi animali terrestri, acquatici è aviani in u sistema radicali di a pianta è e rami. Tali prughjetti ponu ancu esse aduprati direttamente inversa l'effetti di a deforestazione o di e timpeste, ristabilisce e coste è a terra chì hà persu a copertura di l'arburi è di a pianta.

A minaccia:

I risichi chì accumpagnanu questi prughjetti derivanu da l'almacenamiento temporale di diossidu di carbonu sequestratu naturalmente. Siccomu i cambiamenti di l'usu di a terra custiera è l'ecosistema di l'oceanu sò disturbati per u sviluppu, u viaghju, l'industria, o per rinfurzà e timpeste, u carbonu almacenatu in i terreni serà liberatu in l'acqua di l'oceanu è l'atmosfera. Questi prughjetti sò ancu propensi perdita di biodiversità è diversità genetica in favore di spezie chì crescenu rapidamente, aumentendu u risicu di malatie è di grandi morti. Prughjetti di risturazione pò esse intensivi di energia è necessitanu carburanti fossili per u trasportu è machini per u mantenimentu. Risturà l'ecosistemi custieri attraversu queste soluzioni basate in a natura senza una considerazione adatta per e cumunità lucali pò esse risultatu in a splutazioni di terra e cumunità svantaghju chì anu avutu u minimu cuntribuzione à u cambiamentu climaticu. E forti relazioni di a cumunità è l'ingaghjamentu di e parti interessate cù e persone indigene è e cumunità lucali sò chjave per assicurà l'equità è a ghjustizia in i sforzi CDR di l'oceanu naturali.

A coltivazione di l'alghe hà u scopu di piantà kelp è macroalgae per filtrà l'anidride carbonica da l'acqua è immagazzinallu in biomassa per via di a fotosintesi. Questa alga ricca di carbonu pò esse cultivata è aduprata in i prudutti o l'alimentariu o affundata à u fondu di l'oceanu è sequestrata.

A prumessa:

L'alga è e piante di l'oceanu grandi simili sò in crescita rapida è prisenti in e regioni di u mondu. Comparatu à i sforzi di riforestazione o di riforestazione, l'habitat oceanicu di l'alga ùn hè micca suscettibile à u focu, l'intrusione o altre minacce à i boschi terrestri. Sequestrati di alghe quantità elevate di diossidu di carbonu è hà una varietà di usi dopu a crescita. Attraversu l'eliminazione di u diossidu di carbonu di l'acqua, l'alga pò aiutà e regioni à travaglià contr'à l'acidificazione di l'oceanu è furnisce abitati ricchi d'ossigenu per l'ecosistema oceanicu. In più di sti vittorie ambientali, l'alga hà ancu benefici di adattazione climatica chì ponu prutege e coste contr'à l'erosione smorzando l'energia delle onde. 

A minaccia:

A cattura di carbone di l'alga hè distinta da l'altri prucessi CDR di l'economia blu, cù a pianta chì almacena CO₂ in a so biomassa, piuttostu chè trasferimentu in u sedimentu. In u risultatu, u CO₂ a rimozione è u putenziale di almacenamiento per l'alga hè limitata da a pianta. A domesticazione di l'alga salvatica attraversu a cultura di l'alga pò diminuite a diversità genetica di a pianta, aumentendu u putenziale di malatie è grandi morti. Inoltre, i metudi pruposti attuali di cultivazioni d'alga includenu e piante in crescita in l'acqua nantu à materiale artificiale, cum'è a corda, è in l'acqua bassa. Questu pò impedisce a luce è i nutrienti da l'abitati in l'acqua sottu l'alga è causanu dannu à quelli ecosistemi. compresi i intrecci. L'alga stessa hè ancu vulnerabile à a degradazione per i prublemi di qualità di l'acqua è a predazione. I grandi prughjetti chì miranu à affundà l'alga in l'oceanu attualmente aspettanu affundà a corda o materiale artificiale oltri, putenziale polluting l 'acqua quandu l'alga s'affonda. Stu tipu di prughjettu hè ancu anticipatu per sperienze limitazioni di costu, limitendu a scalabilità. Più ricerca hè bisognu per determinà u megliu modu di cultivà l'alga è guadagnà e promesse benefiche minimizendu e minacce previste è cunsequenze impreviste.

In generale, a ricuperazione di l'ecosistemi di l'oceani è di a costa per mezu di mangrovi, alghe marini, ecosistemi di paludi salate, è a cultura di l'alga hà u scopu di aumentà è di ristabilisce a capacità di i sistemi naturali di a Terra per processà è almacenà diossidu di carbonu atmosfericu. A perdita di a biodiversità da u cambiamentu climaticu hè cumposta cù a perdita di a biodiversità da l'attività umana, cum'è a deforestazione, diminuendu a resistenza di a Terra à u cambiamentu climaticu. 

In u 2018, a Piattaforma Intergovernativa di Scienza-Politica nantu à a Biodiversità è i servizii di l'Ecosistema (IPBES) hà dettu chì dui terzi di l'ecosistema oceanu sò danneggiati, degradati o alterati. Stu numeru aumenterà cù l'aumentu di u livellu di u mari, l'acidificazione di l'oceanu, l'estrazione di i fondali marini profondi è l'impatti antropogenichi di u cambiamentu climaticu. I metudi naturali di rimozione di diossidu di carbonu prufittàranu di l'aumentu di a biodiversità è di a restaurazione di l'ecosistema. A cultura di l'alga hè una zona di studiu in crescita chì benefiziu da una ricerca mirata. A risturazione pensativa è a prutezzione di l'ecosistemi di l'oceanu hà un potenziale immediatu per mitigà l'effetti di u cambiamentu climaticu per via di riduzioni di emissioni assuciate cù co-benefizii.

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Aumentà i prucessi naturali di l'oceanu per a mitigazione di u cambiamentu climaticu

In più di i prucessi naturali, i circadori investiganu i metudi di rinfurzà a rimozione naturale di diossidu di carbonu, incuraghjendu l'assunzione di diossidu di carbonu di l'oceanu. Trè prughjetti di geoingegneria di u clima di l'oceanu entranu in questa categuria di rinfurzà i prucessi naturali: miglioramentu di l'alcalinità di l'oceanu, fertilizazione di nutrienti, è upwelling artificiale è downwelling. 

L'Ocean Alkalinity Enhancement (OAE) hè un metudu CDR chì hà per scopu di caccià u diossidu di carbonu di l'oceanu accelendu e reazzioni naturali di i minerali. Queste riazzioni di l'intemperie utilizanu diossidu di carbonu è creanu materiale solidu. Tecniche OAE attuali catturà diossidu di carbonu cù rocce alkaline, vale à dì calce o olivina, o attraversu un prucessu elettrochimicu.

A prumessa:

Bastu nantu à prucessi naturali di l'alterazione di a roccia, OAE hè scalabile è offre un metudu permanente di eliminazione di diossidu di carbonu. A reazione trà u gasu è u minerale crea dipositi chì sò previsti aumentà a capacità di buffering di l'oceanu, à u turnu diminuendu l'acidificazione di l'oceanu. L'aumentu di i dipositi minerali in l'oceanu pò ancu aumentà a produtividade di l'oceanu.

A minaccia:

U successu di a reazione di l'intemperia dipende da a dispunibilità è a distribuzione di i minerali. Una distribuzione irregulare di minerali è sensibilità regionale a diminuzione di diossidu di carbonu pò avè un impattu negativu in l'ambienti marini. Inoltre, a quantità di minerali necessarii per l'OAE hè più prubabile di esse provenienti da mine terrestri, è hà bisognu di trasportu à e regioni costiere per l'usu. Aumentà l'alcalinità di l'oceanu mudificà ancu u pH di l'oceanu influenza i prucessi biologichi. L'aumentu di l'alcalinità di l'oceanu hà micca vistu cum'è assai esperimenti di campu o quantu ricerca cum'è l'alterazione di a terra, è l'impatti di stu metudu sò più cunnisciuti per l'intemperamentu di a terra. 

Fertilizazione di nutrienti prupone l'aghjunzione di ferru è altri nutrienti in l'oceanu per favurizà a crescita di u fitoplancton. Approfittendu di un prucessu naturali, u fitoplancton piglia facilmente u diossidu di carbonu atmosfericu è si affundà à u fondu di l'oceanu. In u 2008, nazioni à a Cunvenzione di l'ONU nantu à a Diversità Biologica accunsentutu à un moratoriu di precauzione nantu à a pratica per permette à a cumunità scientifica di capisce megliu i prughjetti è i contra di tali prughjetti.

A prumessa:

In più di caccià u diossidu di carbonu atmosfericu, a fertilizazione di nutrienti pò riduce temporaneamente l'acidificazione di l'oceanu e cresce i stock di pisci. U fitoplancton hè una fonte d'alimentariu per parechji pesci, è a dispunibilità aumentata di l'alimentariu pò aumentà a quantità di pesci in e regioni induve i prughjetti sò realizati. 

A minaccia:

I studii fermanu limitati nantu à a fertilizazione di nutrienti è ricunnosce i tanti scunnisciuti circa effetti à longu andà, co-benefici, è permanenza di stu mètudu CDR. I prughjetti di fertilizazione di nutrienti ponu esse bisognu di grandi quantità di materiali in forma di ferru, fosforu è nitrogenu. L'approvvigionamentu di sti materiali pò esse bisognu di minera, produzzione è trasportu supplementari. Questu puderia negà l'impattu di u CDR pusitivu è dannu à l'altri ecosistemi di u pianeta per via di l'estrazione minera. Inoltre, a crescita di u fitoplancton pò esse risultatu fioriture d'alga dannosa, riduce l'ossigenu in l'oceanu è aumentanu a produzzione di metanu, un GHG chì trappula 10 volte a quantità di calore cumparatu cù u diossidu di carbonu.

U mischju naturali di l'oceanu attraversu l'upwelling è u downwelling porta l'acqua da a superficia à u sedimentu, distribuzendu a temperatura è i nutrienti à e diverse regioni di l'oceanu. Upwelling è Downwelling artificiale hà u scopu di utilizà un mecanismu fisicu per accelerà è incuragisce stu mischju, aumentendu u mischju di l'acqua di l'oceanu per portà l'acqua superficiale ricca di diossidu di carbonu à l'oceanu prufondu, è acqua fridda, ricca di nutrienti à a superficia. Questu hè previstu per incuragisce a crescita di u fitoplancton è a fotosintesi per sguassà u diossidu di carbonu da l'atmosfera. I meccanismi pruposti attuali includenu utilizendu tubi verticali è pompe per piglià l'acqua da u fondu di l'oceanu à a cima.

A prumessa:

L'upwelling artificiale è u downwelling hè prupostu cum'è u rinfurzà di un sistema naturali. Stu muvimentu pianificatu di l'acqua pò aiutà à evità l'effetti secundari di a crescita di u fitoplancton aumentatu cum'è e zone di pocu ossigenu è l'eccessi di nutrienti aumentendu u mischju di l'oceanu. In e regioni più calde, stu metudu pò aiutà à fresche temperature di a superficia è sbiancante lento di coralli. 

A minaccia:

Stu metudu di mischju artificiale hà vistu esperimenti limitati è teste di campu focalizati in scala chjuca è per periodi di tempu limitati. A ricerca iniziale indica chì, in generale, l'upwelling artificiale è u downwelling anu un pocu potenziale CDR è furnisce una sequestrazione temporanea di diossidu di carbonu. Stu almacenamentu tempurale hè u risultatu di u ciculu di upwelling è downwelling. Qualchese diossidu di carbonu chì si move in u fondu di l'oceanu per via di downwelling hè prubabilmente upwell in un altru puntu in u tempu. Inoltre, stu metudu vede ancu u potenziale per un risicu di terminazione. Se a pompa artificiale falla, hè discontinuata, o manca di finanziamentu, l'aumentu di nutrienti è di diossidu di carbonu à a superficia pò aumentà a cuncentrazione di metanu è di l'ossidu nitroso è l'acidificazione di l'oceanu. L'attuale mecanismu prupostu per a mistura di l'oceanu artificiale richiede un sistema di tubi, pompe è un suministru di energia esterna. A stallazione di sti pipi hè prubabile di dumandà navi, una fonte efficiente di energia, è mantenimentu. 

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CDR di l'oceanu attraversu i metudi meccanichi è chimichi

L'oceanu meccanicu è chimicu CDR intervene cù i prucessi naturali, cù u scopu di utilizà a tecnulugia per mudificà un sistema naturali. Attualmente, l'estrazione di carbone di l'acqua di mare predomina in a conversazione meccanica è chimica di l'oceanu CDR, ma altri metudi cum'è l'upwelling artificiale è u downwelling, discutitu sopra, puderanu ancu in questa categuria.

L'estrazione di carbone di l'acqua di mare, o CDR Elettrochimica, hà per scopu di caccià u diossidu di carbonu in l'acqua di l'oceanu è almacenà in altrò, operandu nantu à principii simili per diretta a cattura è u almacenamentu di diossidu di carbonu di l'aria. I metudi pruposti includenu l'usu di prucessi elettrochimichi per cullà una forma gasosa di diossidu di carbonu da l'acqua di mare, è almacenà quellu gasu in una forma solida o liquida in una furmazione geologica o in sedimentu oceanu.

A prumessa:

Stu metudu di caccià u diossidu di carbonu da l'acqua di l'oceanu hè previstu di permette à l'oceanu di piglià più diossidu di carbonu atmosfericu attraversu prucessi naturali. Studii nantu à CDR electrochemical anu indicatu chì cù una fonte d'energia rinnuvevuli, stu metudu puderia esse efficienza energetica. L'eliminazione di diossidu di carbonu da l'acqua di l'oceanu hè ancu prevista inverse o mette in pausa l'acidificazione di l'oceanu. 

A minaccia:

I primi studii nantu à l'estrazione di carbone di l'acqua di mare anu testatu principarmenti u cuncettu in sperimentazione basata in laboratori. In u risultatu, l'applicazione cummerciale di stu metudu ferma assai teorica, è potenzalmentu intensiva in energia. A ricerca hà ancu cuncintratu principalmente nantu à a capacità chimica di l'anidride carbonica per esse eliminata da l'acqua di mare, cù poca ricerca nantu à i risichi ambientali. I prublemi attuali includenu incertezze nantu à i cambiamenti di l'equilibriu di l'ecosistema lucale è l'impattu chì stu prucessu pò avè nantu à a vita marina.

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Ci hè una strada per l'oceanu CDR?

Parechji prughjetti di CDR di l'oceanu naturali, cum'è a risturazione è a prutezzione di l'ecosistemi custieri, sò sustinuti da co-benefici pusitivi ricercati è cunnisciuti per l'ambiente è e cumunità lucali. Ricerche supplementari per capiscenu a quantità è a durata di u tempu chì u carbone pò esse almacenatu attraversu questi prughjetti hè sempre necessariu, ma i co-benefizii sò chjaru. Al di là di u CDR di l'oceanu naturali, però, u CDR di l'oceanu naturali è meccanicu è chimicu rinfurzatu anu svantaghji identificabili chì deve esse cunsideratu attentamente prima di implementà qualsiasi prughjettu à grande scala. 

Semu tutti i stakeholder in u pianeta è seranu affettati da i prughjetti di geoingegneria climatica è di u cambiamentu climaticu. I decisori, i decisori, i investitori, i votanti è tutti i partiti interessate sò chjave per determinà se u risicu di un metudu di geoingegneria climatica supera u risicu di un altru metudu o ancu u risicu di u cambiamentu climaticu. I metudi di CDR di l'oceanu pò aiutà à riduce u diossidu di carbonu atmosfericu, ma deve esse cunsideratu solu in più di a riduzione diretta di l'emissioni di diossidu di carbonu.