Kepepet ing Big Blue: Ngilangi Karbon Dioksida Samudra

Ngrusak Iklim Geoengineering: Part 2

Part 1: Tanpa wates Unknowns
Bagean 3: Modifikasi Radiasi Surya
Part 4: Ngelingi Etika, Ekuitas, lan Keadilan

Penghapusan karbon dioksida (CDR) minangka wangun geoengineering iklim sing ngupaya mbusak karbon dioksida saka atmosfer. CDR ngarahake dampak emisi gas omah kaca kanthi ngurangi lan ngilangi karbon dioksida atmosfer liwat panyimpenan jangka panjang lan cendhak. CDR bisa dianggep adhedhasar tanah utawa segara, gumantung saka materi lan sistem sing digunakake kanggo nangkep lan nyimpen gas. Penekanan ing CDR adhedhasar tanah wis didominasi ing obrolan kasebut nanging kapentingan kanggo nggunakake CDR samudra saya tambah akeh, kanthi perhatian marang proyek alam lan mekanik lan kimia sing ditingkatake.

---

Sistem alam wis mbusak karbon dioksida saka atmosfer

Samudra minangka sink karbon alami, njupuk 25% karbon dioksida atmosfer lan 90% saka keluwihan panas bumi liwat proses alam kayata fotosintesis lan panyerepan. Sistem iki mbantu njaga suhu global, nanging dadi kakehan amarga mundhake karbon dioksida ing atmosfer lan gas omah kaca liyane saka emisi bahan bakar fosil. Peningkatan penyerapan iki wis mulai mengaruhi kimia samodra, nyebabake acidifikasi segara, ilang keanekaragaman hayati, lan pola ekosistem anyar. Mbangun maneh keanekaragaman hayati lan ekosistem sing dipasangake karo pangurangan bahan bakar fosil bakal ngiyataken planet nglawan owah-owahan iklim.

Penghapusan karbon dioksida, liwat wutah tanduran lan wit anyar, bisa kedadeyan ing daratan lan ing ekosistem samudra. Reboisasi yaiku nggawe alas anyar utawa ekosistem segara, kaya mangrove, ing wilayah sing historis ora ngemot tanduran kasebut, nalika reboisasi ngupayakake reintroduce wit lan tetanduran liyane ing lokasi sing wis diowahi kanggo panggunaan liyane, kayata lahan pertanian, pertambangan, utawa pembangunan, utawa sawise mundhut amarga polusi.

Sampah segara, plastik, lan polusi banyu wis langsung nyumbang kanggo paling seagrass lan mangrove mundhut. Ing Undhang-undhang Banyu Bersih ing Amerika Serikat, lan efforts liyane wis makarya kanggo ngurangi polusi kuwi lan ngidini reforestation. Istilah-istilah iki umume digunakake kanggo njlèntrèhaké alas sing ana ing dharatan, nanging bisa uga kalebu ekosistem dhasar segara kaya mangrove, lamun, rawa uyah, utawa rumput laut.

Janji:

Wit, mangrove, lamun, lan tetanduran sing padha klelep karbon, nggunakake lan nyerep karbon dioksida kanthi alami liwat fotosintesis. Ocean CDR asring nyorot 'karbon biru,' utawa karbon dioksida sing diasingake ing samodra. Salah sawijining ekosistem karbon biru sing paling efektif yaiku mangrove, sing nyerep karbon ing kulit, sistem oyot, lan lemah, nyimpen. nganti 10 kali karbon luwih akeh tinimbang alas ing darat. Mangrove nyedhiyakake akeh keuntungan lingkungan menyang komunitas lokal lan ekosistem pesisir, nyegah degradasi lan erosi jangka panjang lan uga nyuda dampak badai lan ombak ing pesisir. Alas mangrove uga nggawe habitat kanggo macem-macem kewan darat, akuatik, lan unggas ing sistem oyod lan cabang tanduran. Proyek kasebut uga bisa digunakake kanggo langsung mbalikke efek deforestasi utawa badai, mulihake garis pantai lan lemah sing ilang tutupan wit lan tanduran.

Ancaman:

Resiko sing ana ing proyek kasebut asale saka panyimpenan sementara karbon dioksida sing diasingake kanthi alami. Nalika owah-owahan panggunaan lahan pesisir lan ekosistem samudra kaganggu kanggo pembangunan, lelungan, industri, utawa kanthi nguatake badai, karbon sing disimpen ing lemah bakal dibebasake menyang banyu segara lan atmosfer. Proyèk iki uga rawan kanggo keanekaragaman hayati lan kerugian keragaman genetik kanggo spesies sing tuwuh kanthi cepet, nambah risiko penyakit lan mati gedhe. Proyek pemugaran bisa dadi intensif energi lan mbutuhake bahan bakar fosil kanggo transportasi lan mesin kanggo pangopènan. Mulihake ekosistem pesisir liwat solusi adhedhasar alam kasebut tanpa pertimbangan sing cocog kanggo komunitas lokal bisa nyebabake rebutan tanah lan komunitas sing ora duwe bathi sing duwe kontribusi paling sithik kanggo owah-owahan iklim. Hubungan masyarakat sing kuat lan keterlibatan stakeholder karo masyarakat Pribumi lan komunitas lokal minangka kunci kanggo njamin kesetaraan lan keadilan ing upaya CDR samudra alam.

Budidaya Rumput Laut nduweni tujuan kanggo nandur kelp lan makroalga kanggo nyaring karbon dioksida saka banyu lan nyimpen ing biomass liwat fotosintesis. Rumput laut sing sugih karbon iki banjur bisa ditanem lan digunakake ing produk utawa panganan utawa dicemplungake ing dhasar samodra lan diasingake.

Janji:

Rumput laut lan tanduran segara gedhe sing padha tuwuh kanthi cepet lan ana ing wilayah ing saindenging jagad. Dibandhingake karo upaya reboisasi utawa reboisasi, habitat samudra saka rumput laut ndadekake ora rentan kanggo kebakaran, perambahan, utawa ancaman liyane kanggo alas darat. Sequester rumput laut jumlah karbon dioksida sing dhuwur lan nduweni macem-macem kegunaan sawise tuwuh. Liwat mbusak karbon dioksida adhedhasar banyu, rumput laut bisa mbantu wilayah nglawan acidification segara lan nyedhiyakake habitat sing sugih oksigen kanggo ekosistem samudra. Saliyane menang lingkungan kasebut, rumput laut uga nduweni manfaat adaptasi iklim sing bisa nglindhungi garis pantai saka erosi dening dampening energi gelombang. 

Ancaman:

Penangkapan karbon rumput laut beda karo proses CDR ekonomi biru liyane, kanthi tanduran nyimpen CO₂ ing biomas, tinimbang nransfer menyang endhepan. Akibaté, CO₂ potensial mbusak lan panyimpenan kanggo rumput laut diwatesi dening tanduran. Domestikasi rumput laut liar liwat budidaya rumput laut bisa nyuda keragaman genetik tanduran, nambah potensial kanggo penyakit lan mati gedhe. Kajaba iku, metode budidaya rumput laut sing diusulake saiki kalebu tuwuh tanduran ing banyu kanthi bahan buatan, kayata tali, lan ing banyu cethek. Iki bisa nyegah cahya lan nutrisi saka habitat ing banyu ing sangisore rumput laut lan nyebabake karusakan kanggo ekosistem kasebut kalebu entanglements. Rumput laut dhewe uga rawan rusak amarga masalah kualitas banyu lan predasi. Proyek-proyek gedhe sing arep nglelebke rumput laut menyang segara sing saiki dikarepake nglelebke tali utawa bahan gawean uga, duweni potensi ngrusak banyu nalika seaweed klelep. Proyèk jinis iki uga diantisipasi ngalami kendala biaya, mbatesi skalabilitas. Perlu riset luwih lanjut kanggo nemtokake cara sing paling apik kanggo budidaya rumput laut lan entuk janji-janji sing migunani nalika nyuda ancaman sing diantisipasi lan akibat sing ora disengaja.

Sakabèhé, pemulihan ekosistem segara lan pesisir liwat bakau, lamun, ekosistem rawa uyah, lan budidaya rumput laut nduweni tujuan kanggo nambah lan mulihake kemampuan sistem alam bumi kanggo ngolah lan nyimpen karbon dioksida atmosfer. Mundhut keanekaragaman hayati saka owah-owahan iklim ditambah karo mundhut keanekaragaman hayati saka aktivitas manungsa, kayata deforestasi, nyuda daya tahan bumi marang owah-owahan iklim. 

Ing 2018, Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) nglaporake manawa rong pertiga ekosistem samudra rusak, rusak, utawa diowahi. Jumlah iki bakal mundhak kanthi munggahe permukaan laut, acidifikasi segara, pertambangan dasar laut jero, lan dampak perubahan iklim antropogenik. Cara mbusak karbon dioksida alami bakal entuk manfaat saka nambah keanekaragaman hayati lan mulihake ekosistem. Budidaya rumput laut minangka area studi sing berkembang sing bakal entuk manfaat saka riset sing ditargetake. Pemugaran lan pangayoman ekosistem samudra kanthi wicaksana duweni potensi langsung kanggo ngurangi efek saka owah-owahan iklim liwat pengurangan emisi sing dipasangake karo keuntungan bebarengan.

---

Ningkatake proses segara alam kanggo mitigasi owah-owahan iklim

Saliyane proses alami, peneliti nyelidiki cara kanggo ningkatake panyingkiran karbon dioksida alami, nyengkuyung penyerapan karbon dioksida ing segara. Telung proyek geoengineering iklim samudra kalebu ing kategori ningkatake proses alam: peningkatan alkalinitas samudra, fertilisasi nutrisi, lan upwelling lan downwelling buatan. 

Ocean Alkalinity Enhancement (OAE) minangka metode CDR sing tujuane mbusak karbon dioksida segara kanthi nyepetake reaksi pelapukan alami mineral. Reaksi pelapukan iki nggunakake karbon dioksida lan nggawe bahan padhet. Teknik OAE saiki nangkep karbon dioksida kanthi watu alkali, yaiku jeruk utawa olivin, utawa liwat proses elektrokimia.

Janji:

Adhedhasar proses pelapukan batuan alam, OAE iku keukur lan nawakake cara permanen saka mbusak karbon dioksida. Reaksi antarane gas lan mineral nggawe celengan sing diantisipasi nambah kapasitas buffering segara, banjur ngurangi acidification segara. Tambah deposit mineral ing segara uga bisa nambah produktivitas segara.

Ancaman:

Sukses reaksi pelapukan gumantung saka kasedhiyan lan distribusi mineral. Distribusi mineral lan mineral sing ora rata sensitivitas regional Kurangé karbon dioksida bisa ngrusak lingkungan segara. Kajaba iku, jumlah mineral sing dibutuhake kanggo OAE paling mungkin sumbere saka tambang darat, lan mbutuhake transportasi menyang wilayah pesisir kanggo digunakake. Nambah alkalinitas samudra uga bakal ngowahi pH segara mengaruhi proses biologi. Peningkatan alkalinitas samudra wis ora katon minangka akeh eksperimen lapangan utawa akeh riset minangka land-based weathering, lan impact saka cara iki luwih dikenal kanggo land-based weathering. 

Fertilisasi Nutrisi ngusulake nambahake wesi lan nutrisi liyane menyang segara kanggo nyurung pertumbuhan fitoplankton. Mupangat saka proses alami, fitoplankton kanthi gampang njupuk karbon dioksida ing atmosfer lan tenggelam ing dhasar samodra. Ing taun 2008, negara-negara ing Konvensi PBB babagan Keanekaragaman Hayati sarujuk kanggo moratorium pancegahan babagan praktik kasebut supaya komunitas ilmiah luwih ngerti pro lan kontra proyek kasebut.

Janji:

Saliyane mbusak karbon dioksida atmosfer, fertilisasi nutrisi bisa uga nyuda acidification segara kanggo sementara lan nambah stok iwak. Phytoplankton minangka sumber pangan kanggo akeh iwak, lan tambah kasedhiyan pangan bisa nambah jumlah iwak ing wilayah ngendi proyek dileksanakake. 

Ancaman:

Pasinaon tetep winates ing pembuahan nutrisi lan ngerteni akeh sing ora dingerteni babagan efek jangka panjang, mupangat bebarengan, lan permanen saka metode CDR iki. Proyek pembuahan nutrisi bisa uga mbutuhake bahan sing akeh ing wangun wesi, fosfor, lan nitrogen. Sumber bahan kasebut mbutuhake pertambangan, produksi, lan transportasi tambahan. Iki bisa nolak dampak saka CDR positif lan ngrusak ekosistem liyane ing planet amarga ekstraksi pertambangan. Kajaba iku, pertumbuhan fitoplankton bisa nyebabake blooms ganggang mbebayani, ngurangi oksigen ing segara, lan nambah produksi metana, GHG sing njebak 10 kaping jumlah panas dibandhingake karbon dioksida.

Campuran alami segara liwat upwelling lan downwelling nggawa banyu saka lumahing menyang endhepan, nyebarake suhu lan nutrisi menyang macem-macem wilayah samodra. Upwelling Ponggawa lan Downwelling tujuane nggunakake mekanisme fisik kanggo nyepetake lan nyengkuyung pencampuran iki, nambah campuran banyu segara kanggo nggawa banyu permukaan sing sugih karbon dioksida menyang segara jero, lan kadhemen, banyu sugih nutrisi kanggo lumahing. Iki diantisipasi kanggo nyurung pertumbuhan fitoplankton lan fotosintesis kanggo mbusak karbon dioksida saka atmosfer. Mekanisme sing diusulake saiki kalebu nggunakake pipa vertikal lan pompa kanggo narik banyu saka dhasar segara menyang ndhuwur.

Janji:

Upwelling lan downwelling gawean diusulake minangka paningkatan sistem alami. Gerakan banyu sing direncanakake iki bisa mbantu nyegah efek samping saka pertumbuhan fitoplankton kaya zona oksigen sing kurang lan nutrisi sing berlebihan kanthi nambah campuran segara. Ing wilayah sing luwih anget, cara iki bisa mbantu kelangan suhu permukaan lan pemutihan karang alon. 

Ancaman:

Cara campuran gawean iki wis ndeleng eksperimen lan tes lapangan sing fokus ing skala cilik lan kanggo wektu sing winates. Riset awal nuduhake yen ing kabeh, upwelling gawean lan downwelling duwe potensial CDR kurang lan nyedhiyakake sequestration sementara saka karbon dioksida. Panyimpenan sementara iki minangka asil saka siklus upwelling lan downwelling. Sembarang karbon dioksida sing pindhah menyang dhasar segara liwat downwelling bisa uga munggah ing sawetara wektu liyane. Kajaba iku, cara iki uga weruh potensial kanggo resiko mandap. Yen pompa buatan gagal, mandheg, utawa ora duwe dana, tambah nutrisi lan karbon dioksida ing permukaan bisa nambah konsentrasi metana lan nitrous oksida uga pengasaman segara. Mekanisme sing diusulake saiki kanggo campuran samudra buatan mbutuhake sistem pipa, pompa, lan sumber energi eksternal. Cicilan saka pipo iki kamungkinan kanggo mbutuhake kapal, sumber energi efisien, lan pangopènan. 

---

Ocean CDR liwat Metode Mekanik lan Kimia

CDR samudra mekanik lan kimia campur tangan karo proses alami, ngarahake nggunakake teknologi kanggo ngowahi sistem alam. Saiki, ekstraksi karbon banyu laut luwih dominan ing obrolan CDR samudra mekanik lan kimia, nanging cara liya kayata upwelling lan downwelling gawean, sing dibahas ing ndhuwur, bisa uga kalebu ing kategori iki.

Ekstraksi Karbon Air Laut, utawa CDR Elektrokimia, nduweni tujuan kanggo mbusak karbon dioksida ing banyu segara lan nyimpen ing papan liya, kanthi prinsip sing padha kanggo ngarahake panangkepan lan panyimpenan karbon dioksida udara. Cara sing diusulake kalebu nggunakake proses elektrokimia kanggo ngumpulake bentuk gas karbon dioksida saka banyu segara, lan nyimpen gas kasebut ing wangun padhet utawa cair ing formasi geologi utawa ing endapan segara.

Janji:

Cara iki kanggo mbusak karbon dioksida saka banyu segara wis samesthine kanggo ngidini segara kanggo njupuk liyane karbon dioksida atmosfer liwat pangolahan alam. Pasinaon babagan CDR elektrokimia nuduhake manawa kanthi sumber energi sing bisa dianyari, metode iki bisa dadi efisien energi. Mbusak karbon dioksida saka banyu segara wis samesthine kanggo mbalikke utawa ngaso acidification segara. 

Ancaman:

Pasinaon awal babagan ekstraksi karbon banyu laut utamane nguji konsep kasebut ing eksperimen adhedhasar lab. Akibaté, aplikasi komersial cara iki tetep banget teoretis, lan duweni potensi intensif energi. Riset uga utamané fokus ing kemampuan kimia saka karbon dioksida kanggo dibusak saka banyu segara, karo riset cilik babagan risiko lingkungan. Keprigelan saiki kalebu kahanan sing durung mesthi babagan owah-owahan keseimbangan ekosistem lokal lan pengaruhe proses iki marang urip segara.

---

Apa ana dalan maju kanggo CDR samudra?

Akeh proyek CDR samudra alam, kayata restorasi lan perlindungan ekosistem pesisir, didhukung dening manfaat positif sing diteliti lan dikenal kanggo lingkungan lan komunitas lokal. Riset tambahan kanggo mangerteni jumlah lan dawa wektu karbon bisa disimpen liwat proyèk iki isih perlu, nanging co-keuntungan cetha. Nanging, ngluwihi CDR samudra alam, CDR samudra alam lan mekanik lan kimia sing ditingkatake nduweni kekurangan sing bisa diidentifikasi sing kudu digatekake sadurunge ngleksanakake proyek apa wae kanthi skala gedhe. 

Kita kabeh dadi pemangku kepentingan ing planet iki lan bakal kena pengaruh proyek geoengineering iklim uga owah-owahan iklim. Pengambil keputusan, pembuat kebijakan, investor, pemilih, lan kabeh pemangku kepentingan minangka kunci kanggo nemtokake manawa risiko salah sawijining metode geoengineering iklim luwih gedhe tinimbang risiko metode liya utawa malah risiko owah-owahan iklim. Cara CDR Samudra bisa mbantu nyuda karbon dioksida ing atmosfer, nanging mung kudu dianggep minangka tambahan kanggo nyuda langsung emisi karbon dioksida.