Чоң көккө камалып: океандагы көмүр кычкыл газын жок кылуу

Климаттын геоинженерлигин бузуу: 2-бөлүк

1-бөлүк: Чексиз белгисиз
3-бөлүк: Күн радиациясынын модификациясы
4-бөлүк: Этика, адилеттүүлүк жана адилеттикти эске алуу

Көмүр кычкыл газын жок кылуу (CDR) - атмосферадан көмүр кычкыл газын жок кылууга умтулган климаттык геоинженериянын бир түрү. CDR узак жана кыска мөөнөттүү сактоо аркылуу атмосферадагы көмүр кычкыл газын азайтуу жана жок кылуу аркылуу парник газдарынын эмиссиясынын таасирине багытталган. CDR газды кармоо жана сактоо үчүн колдонулган материалга жана системаларга жараша жер же океан негизинде каралышы мүмкүн. Бул сүйлөшүүлөрдө кургактыкка негизделген CDRге басым жасалды, бирок океандагы CDRди колдонууга болгон кызыгуу күчөп, табигый жана механикалык жана химиялык долбоорлорго көңүл бурууда.

---

Табигый системалар көмүр кычкыл газын атмосферадан алып салышат

Океан табигый көмүртек чөгүп, 25% басып алуу атмосферадагы көмүр кычкыл газынын жана жердин ашыкча жылуулукунун 90% фотосинтез жана жутуу сыяктуу табигый процесстер аркылуу. Бул системалар глобалдык температураны кармап турууга жардам берди, бирок атмосферадагы көмүр кычкыл газынын жана башка парник газдарынын көбөйүшүнөн улам ашыкча жүктөлүүдө. Бул жогорулаган алуу океандын химиясына таасирин тийгизип, океандын кычкылданышына, биологиялык ар түрдүүлүктүн жоголушуна жана экосистеманын жаңы үлгүлөрүнө алып келди. Биологиялык ар түрдүүлүктү жана экосистемаларды кайра куруу, күйүүчү майлардын кыскарышы менен бирге планетаны климаттын өзгөрүшүнө каршы бекемдейт.

Көмүр кычкыл газын алып салуу, жаңы өсүмдүктөрдүн жана бак-дарактардын өсүшү аркылуу кургактыкта ​​да, океан экосистемаларында да болушу мүмкүн. Токойлорду отургузуу – бул жаңы токойлорду түзүү же океан экосистемалары, мисалы, мангрлар, тарыхта мындай өсүмдүктөр камтылбаган аймактарда, ал эми токойлорду калыбына келтирүү бак-дарактарды жана башка есумдуктерду кайра интродукциялоо айыл чарба жерлери, тоо-кен казып алуу же иштетүү сыяктуу башка колдонууга айландырылган жерлерде же булгануудан улам жоголгондон кийин.

Деңиз калдыктары, пластик жана суунун булганышы деңиз чөптөрү менен мангр бактарынын көбүн жоготууга түздөн-түз салым кошкон. The Таза суу жөнүндө мыйзам Кошмо Штаттарда жана башка аракеттер мындай булганууну азайтуу жана токойлорду калыбына келтирүүгө мүмкүндүк берүү үчүн иштеген. Бул терминдер көбүнчө кургактыктагы токойлорду сүрөттөө үчүн колдонулган, бирок мангр, деңиз чөптөрү, туздуу саздар же балырлар сыяктуу океандагы экосистемаларды да камтышы мүмкүн.

Убада:

Дарактар, мангрлар, деңиз чөптөрү жана ушул сыяктуу өсүмдүктөр көмүртек чөгөт, фотосинтез аркылуу табигый түрдө көмүр кычкыл газын колдонуу жана секвестирлөө. Ocean CDR көбүнчө "көк көмүртек" же океанда секвестрленген көмүр кычкыл газын баса белгилейт. Эң эффективдүү көк көмүртек экосистемаларынын бири бул мангрлар, алар кабыгында, тамыр системасында жана топуракта көмүртектерди бөлүп алып, 10 эсеге чейин кургактагы токойлорго караганда көбүрөөк көмүртек. Мангр токойлору көп берет экологиялык биргелешкен пайда жергиликтүү жамааттарга жана жээктеги экосистемаларга узак мөөнөттүү бузулуу жана эрозияны алдын алуу, ошондой эле жээкке бороон-чапкындардын жана толкундардын таасирин азайтат. Мангр токойлору ошондой эле өсүмдүктүн тамыр системасында жана бутактарында ар кандай жердеги, сууда жана канаттуулар үчүн жашоо чөйрөсүн түзөт. Мындай долбоорлорду да колдонсо болот түздөн-түз тескери токойлорду кыюунун же бороон-чапкындын кесепеттери, жээк сызыктарын жана бак-дарактарды жана өсүмдүктөрдү каптаган жерлерди калыбына келтирүү.

Коркунуч:

Бул долбоорлорду коштогон тобокелдиктер табигый түрдө бөлүнгөн көмүр кычкыл газын убактылуу сактоодон келип чыгат. Жээктеги жерлерди пайдалануу өзгөрүп, океандын экосистемалары өнүгүү, саякат, өнөр жай же бороон-чапкындардын күчөшү үчүн бузулганда, топурактагы көмүртек океан суусуна жана атмосферага чыгат. Бул долбоорлор да ыкташат биологиялык ар түрдүүлүк жана генетикалык ар түрдүүлүктү жоготуу оорулардын жана ири өлүү коркунучун жогорулатуу, тез өсүп жаткан түрлөрдүн пайдасына. Калыбына келтирүү долбоорлору энергия сыйымдуулугу болушу мүмкүн жана транспорт үчүн казылып алынган отунду жана техникалык тейлөө үчүн машиналарды талап кылат. Бул жаратылышка негизделген чечимдер аркылуу жээктеги экосистемаларды калыбына келтирүү жер басып алууга алып келиши мүмкүн жана климаттын өзгөрүшүнө эң аз салым кошкон начар жамааттар. Түпкүлүктүү калк жана жергиликтүү жамааттар менен күчтүү коомчулук мамилелери жана кызыкдар тараптардын катышуусу табигый океан CDR аракеттеринде теңчиликти жана адилеттүүлүктү камсыз кылуунун ачкычы болуп саналат.

Деңиз балырларын өстүрүү суудан көмүр кычкыл газын чыпкалоо үчүн ламинарияларды жана макробалырларды отургузууну көздөйт. фотосинтез аркылуу биомассада сактайт. Бул көмүртектерге бай балырларды өстүрүүгө жана азык-түлүккө же тамак-ашка колдонууга же океандын түбүнө чөктүрүүгө жана секвестрге салууга болот.

Убада:

Балырлар жана ушуга окшогон ири океан өсүмдүктөрү тез өсүп, дүйнө жүзүндөгү аймактарда бар. Токой өстүрүү же токойду калыбына келтирүү аракеттерине салыштырмалуу, деңиз балырларынын океандык жашоо чөйрөсү аны өрткө, басып алууларга жана жер бетиндеги токойлорго башка коркунучтарга кабылбайт. Деңиз балырларынын секвесттери көмүр кычкыл газынын жогорку өлчөмдө жана өскөндөн кийин ар кандай колдонууга ээ. Суу негизиндеги көмүр кычкыл газын жок кылуу аркылуу балырлар аймактарга океандын кычкылдануусуна жана кычкылдануусуна каршы иштөөгө жардам берет. кычкылтекке бай чөйрөлөрдү камсыз кылуу океандык экосистемалар үчүн. Бул экологиялык утуштардан тышкары, балырлар климатка ылайыкташуу үчүн дагы пайдалуу жээктерди эрозиядан коргоо толкун энергиясын басаңдатуу менен. 

Коркунуч:

Деңиз балырларынын көмүртектерин кармоо башка көк экономика CDR процесстеринен айырмаланып турат, өсүмдүк CO сактайт₂ анын биомассасында эмес, аны чөкмөлөргө өткөрбөйт. Натыйжада К.О₂ балырларды жок кылуу жана сактоо потенциалы өсүмдүк тарабынан чектелген. Балырларды өстүрүү аркылуу жапайы балырларды үй жайлоосу мүмкүн өсүмдүктүн генетикалык ар түрдүүлүгүн азайтуу, оорулардын жана чоң өлүүлөрдүн потенциалын жогорулатуу. Мындан тышкары, балырларды өстүрүүнүн азыркы сунушталып жаткан ыкмаларына сууда, аркан сыяктуу жасалма материалда жана тайыз сууларда өсүмдүктөрдү өстүрүү кирет. Бул балырлардын астындагы суудагы жашоо чөйрөлөрүнүн жарыктын жана азыктандыруунун алдын алып, ошол экосистемаларга зыян келтириши мүмкүн. анын ичинде чырмалышкан. Балырлардын өзү да суунун сапаты жана жырткычтыктан улам бузулууга дуушар болот. Балырларды океанга чөктүрүүнү көздөгөн ири долбоорлор учурда ишке ашырылышы күтүлүүдө жипти же жасалма материалды чөктүрүңүз ошондой эле балыр чөгүп кеткенде сууну булгашы мүмкүн. Долбоордун бул түрү, ошондой эле масштабдуулукту чектеп, чыгымдардын чектөөлөрүн башынан өткөрөт деп күтүлүүдө. Андан ары изилдөө зарыл балыр өстүрүүнүн эң жакшы жолун аныктоо жана күтүлгөн коркунучтарды жана күтүлбөгөн кесепеттерди азайтуу менен пайдалуу убадаларды алуу.

Жалпысынан алганда, мангрлар, деңиз чөптөрү, туздуу саз экосистемалары жана балырларды өстүрүү аркылуу океан жана жээк экосистемаларын калыбына келтирүү Жердин табигый системаларынын атмосферадагы көмүр кычкыл газын иштетүү жана сактоо жөндөмдүүлүгүн жогорулатууга жана калыбына келтирүүгө багытталган. Климаттын өзгөрүшүнө байланыштуу биологиялык ар түрдүүлүктүн жоголушу, токойлорду кыюу, Жердин климаттын өзгөрүүсүнө туруктуулугун төмөндөтүү сыяктуу адамдын иш-аракеттеринен улам биологиялык ар түрдүүлүктүн жоголушуна кошулат. 

2018-жылы Биологиялык ар түрдүүлүк жана экосистемалык кызматтар боюнча өкмөттөр аралык илимий-саясий платформа (IPBES) билдирди. океан экосистемасынын үчтөн экиси бузулган, бузулган же өзгөртүлгөн. Бул сан деңиз деңгээлинин көтөрүлүшү, океандардын кычкылданышы, терең деңиз түбүндөгү кен казуу жана климаттын антропогендик өзгөрүшүнө байланыштуу көбөйөт. Көмүр кычкыл газын жок кылуунун табигый ыкмалары биологиялык ар түрдүүлүктү көбөйтүүдөн жана экосистемаларды калыбына келтирүүдөн пайда алып келет. Деңиз балырларын өстүрүү - бул максаттуу изилдөөлөрдөн пайда ала турган изилдөөнүн өнүгүп келе жаткан аймагы. Океан экосистемаларын ойлонуштурулган калыбына келтирүү жана коргоо биргелешкен пайда менен жупташкан эмиссияларды кыскартуу аркылуу климаттын өзгөрүшүнүн кесепеттерин азайтуу үчүн дароо потенциалга ээ.

---

Климаттын өзгөрүшүн жумшартуу үчүн океандагы табигый процесстерди жакшыртуу

Табигый процесстерден тышкары, изилдөөчүлөр океандагы көмүр кычкыл газын сиңирүүнү кубаттап, табигый көмүр кычкыл газын чыгарууну күчөтүү ыкмаларын изилдеп жатышат. Табигый процесстерди күчөтүүнүн бул категориясына океан климатынын геоинженердик долбоорлору кирет: океандын щелочтуулугун жогорулатуу, азыктандыруучу заттардын уруктандыруусу жана жасалма көтөрүлүү жана төмөндөтүү. 

Ocean Alkalinity Enhancement (OAE) - минералдардын табигый бузулуу реакцияларын тездетүү аркылуу океандагы көмүр кычкыл газын алып салууга багытталган CDR ыкмасы. Бул бузулуу реакциялары көмүр кычкыл газын колдонуп, катуу материалды жаратат. Учурдагы OAE ыкмалары көмүр кычкыл газын щелочтуу тектер, б.а. акиташ же оливин менен же электрохимиялык процесс аркылуу кармайт.

Убада:

Негизинде табигый тоо тектеринин бузулуу процесстери, OAE болуп саналат масштабдуу жана туруктуу ыкмасын сунуш кылат көмүр кычкыл газын алып салуу. Газ менен минералдын ортосундагы реакция күтүлгөн кендерди пайда кылат океандын буфердик жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу, өз кезегинде океандын кычкылданышын азайтат. Океандагы пайдалуу кендердин көбөйүшү океандын өндүрүмдүүлүгүн да жогорулатат.

Коркунуч:

Аба ырайынын реакциясынын ийгилиги минералдардын болушуна жана бөлүштүрүлүшүнө көз каранды. Пайдалуу кендердин бирдей эмес бөлүштүрүлүшү жана аймактык сезимталдыктар көмүр кычкыл газынын азайышы океан чөйрөсүнө терс таасирин тийгизиши мүмкүн. Мындан тышкары, OAE үчүн зарыл болгон пайдалуу кендердин саны болушу мүмкүн жер үстүндөгү кендерден алынат, жана пайдалануу үчүн жээк аймактарына транспорт талап кылынат. Океандын щелочтуулугун жогорулатуу океандын рН да өзгөртөт биологиялык процесстерге таасир этет. Океандын щелочтуулугун жогорулатуу бар көп талаа эксперименттери же көп изилдөө көргөн эмес жердеги аба ырайы катары жана бул ыкманын таасирлери жердин негизиндеги аба ырайы үчүн жакшыраак белгилүү. 

Азыктандыруучу уруктандыруу фитопланктондун өсүшүнө дем берүү үчүн океанга темир жана башка азыктарды кошууну сунуштайт. Табигый процесстен пайдаланып, фитопланктон атмосферадагы көмүр кычкыл газын оңой алып, океандын түбүнө чөгүп кетет. 2008-жылы БУУнун биологиялык ар түрдүүлүк боюнча конвенциясында мамлекеттер сактык мораторийге макул болушту илимий коомчулукка мындай долбоорлордун оң жана терс жактарын жакшыраак түшүнүүгө мүмкүндүк берүү үчүн практика жөнүндө.

Убада:

Атмосфералык көмүр кычкыл газын алып салуудан тышкары, аш болумдуу уруктандыруу мүмкүн океандын кычкылданышын убактылуу азайтат жана балык запастарын кебейтуу. Фитопланктон көптөгөн балыктар үчүн азык булагы болуп саналат жана азык-түлүктүн көбөйүшү долбоорлор ишке ашырылып жаткан аймактарда балыктын санын көбөйтүшү мүмкүн. 

Коркунуч:

Изилдөөлөр аш болумдуу уруктандыруу боюнча чектелген бойдон калууда жана көп белгисиздерди тааныйт бул CDR ыкмасынын узак мөөнөттүү таасирлери, биргелешкен пайдасы жана туруктуулугу жөнүндө. Азыктандыруучу заттарды семиртүүчү долбоорлор темир, фосфор жана азот түрүндөгү көп сандагы материалдарды талап кылышы мүмкүн. Бул материалдарды алуу үчүн кошумча тоо-кен казып алуу, өндүрүү жана транспорт талап кылынышы мүмкүн. Бул оң CDR таасирин жокко чыгаруу жана тоо-кен казып алуу менен байланыштуу планетадагы башка экосистемаларга зыян келтириши мүмкүн. Мындан тышкары, фитопланктондун өсүшүнө алып келиши мүмкүн зыяндуу балырлар гүлдөп, океандагы кычкылтекти азайтат жана метандын өндүрүшүн көбөйтөт., көмүр кычкыл газына салыштырмалуу жылуулукту 10 эсе көп кармаган парник газы.

Океандын жогору көтөрүлүү жана ылдый түшүү аркылуу табигый аралашуусу жер үстүндөгү сууну чөкмөлөргө алып келип, температураны жана азык заттарды океандын ар кайсы аймактарына бөлүштүрөт. Жасалма көтөрүлүү жана түшүү Бул аралашууну тездетүү жана шыктандыруу үчүн физикалык механизмди колдонууну көздөйт, океан сууларынын аралашуусун күчөтүп, көмүр кычкыл газына бай жер үстүндөгү сууларды океандын тереңине жеткирүү жана жер бетине муздак, аш болумдуу суу. Бул атмосферадан көмүр кычкыл газын алып салуу үчүн фитопланктондун өсүшүн жана фотосинтезди стимулдайт деп күтүлүүдө. Учурдагы сунушталган механизмдер кирет тик түтүктөрдү жана насосторду колдонуу океандын түбүнөн башына суу тартуу.

Убада:

Табигый системаны өркүндөтүү катары жасалма көтөрүлүү жана төмөндөтүү сунушталат. Суунун бул пландаштырылган кыймылы океандардын аралашуусун көбөйтүү менен фитопланктондун өсүшүнүн терс таасиринен аз кычкылтек зоналары жана ашыкча азыктануу сыяктуу терс таасирлерден качууга жардам берет. жылуу аймактарда, бул ыкма муздак бетинин температурасын жардам берет жана жай коралл агартуу. 

Коркунуч:

Бул жасалма аралаштыруу ыкмасы чакан масштабда жана чектелген убакыт аралыгында багытталган чектелген эксперименттерди жана талаа сыноолорун көрдү. Алгачкы изилдөөлөр көрсөткөндөй, жалпысынан жасалма көтөрүлүү жана төмөндөтүү CDR потенциалы төмөн жана убактылуу секвестрди камсыз кылуу көмүр кычкыл газынын. Бул убактылуу сактоо өйдө көтөрүлүү жана төмөндөө циклинин натыйжасы. Ар кандай көмүр кычкыл газы океандын түбүнө ылдый түшүү аркылуу жылып, башка убакта көтөрүлүшү мүмкүн. Мындан тышкары, бул ыкма, ошондой эле токтотуу тобокелдигинин потенциалын көрөт. Эгерде жасалма насос иштен чыкса, иштебей калса, же каржылоо жетишсиз болсо, жер бетинде аш болумдуу заттардын жана көмүр кычкыл газынын көбөйүшү метандын жана азот кычкылынын концентрациясын, ошондой эле океандын кычкылданышын жогорулатат. Жасалма океанды аралаштыруу үчүн азыркы сунушталып жаткан механизм түтүк системасын, насосторду жана тышкы энергия менен камсыздоону талап кылат. Бул түтүктөрдү орнотуу талап кылынышы мүмкүн кемелер, энергиянын натыйжалуу булагы жана техникалык тейлөө. 

---

Механикалык жана химиялык ыкмалар аркылуу Ocean CDR

Механикалык жана химиялык океан CDR табигый системаны өзгөртүү үчүн технологияны колдонууга багытталган, табигый процесстерге кийлигишет. Азыркы учурда, деңиз суусу көмүртек казып алуу механикалык жана химиялык океан CDR сүйлөшүүдө басымдуулук кылат, бирок жогоруда талкууланган жасалма көтөрүлүү жана төмөндөө сыяктуу башка ыкмалар, ошондой эле бул категорияга кириши мүмкүн.

Деңиз суусунун көмүр кычкыл газын алуу же электрохимиялык CDR, океан суусунан көмүр кычкыл газын алып салууга жана абадагы көмүр кычкыл газын кармоого жана сактоого окшош принциптерде иштеп, башка жерде сактоого багытталган. Сунушталган методдор деңиз суусунан көмүр кычкыл газынын газ түрүндөгү формасын чогултуу жана ал газды геологиялык түзүлүштө же океан чөкмөсүндө катуу же суюк формада сактоо үчүн электрохимиялык процесстерди колдонууну камтыйт.

Убада:

Океан суусунан көмүр кычкыл газын чыгаруунун бул ыкмасы океандын табигый процесстер аркылуу атмосферадагы көмүр кычкыл газын көбүрөөк сиңирүүгө мүмкүндүк берет деп күтүлүүдө. Электр-химиялык CDR боюнча изилдөөлөр энергиянын кайра жаралуучу булагы менен бул ыкманы көрсөттү энергияны үнөмдүү болушу мүмкүн. Океан сууларынан көмүр кычкыл газын алып салуу дагы күтүлүүдө океандын кычкылдануусун тескери же тыныгуу. 

Коркунуч:

Деңиз суусунан көмүртек алуу боюнча алгачкы изилдөөлөр биринчи кезекте концепцияны лабораториялык экспериментте сынап көрүштү. Натыйжада, бул ыкманы коммерциялык колдонуу жогорку теориялык жана потенциалдуу бойдон калууда энергия сыйымдуу. Изилдөөлөр биринчи кезекте деңиз суусунан көмүр кычкыл газынын химиялык жөндөмүнө көңүл бурган. экологиялык коркунучтар боюнча аз изилдөө. Учурдагы кооптонуулар жергиликтүү экосистеманын тең салмактуулугунун жылыштары жана бул процесстин деңиз жашоосуна тийгизген таасири тууралуу белгисиздиктерди камтыйт.

---

океан CDR үчүн алдыга жол барбы?

Жээктеги экосистемаларды калыбына келтирүү жана коргоо сыяктуу көптөгөн табигый океан CDR долбоорлору айлана-чөйрөгө жана жергиликтүү жамааттарга изилденген жана белгилүү оң кошумча пайда менен колдоого алынат. Бул долбоорлор аркылуу көмүртектин сакталышынын көлөмүн жана узактыгын түшүнүү үчүн кошумча изилдөөлөр дагы деле керек, бирок биргелешип пайдалары айкын. Табигый океан CDR тышкары, бирок, жакшыртылган табигый жана механикалык жана химиялык океан CDR ири масштабда кандайдыр бир долбоорду ишке ашыруу алдында кылдаттык менен каралышы керек аныкталган кемчиликтери бар. 

Биз бардыгыбыз планетадагы кызыкдар тараптарбыз жана климаттын геоинженердик долбоорлору, ошондой эле климаттын өзгөрүүсү таасир этет. Чечим кабыл алуучулар, саясатчылар, инвесторлор, шайлоочулар жана бардык кызыкдар тараптар бир климаттык геоинженердик методдун тобокелдиги башка ыкманын тобокелдигинен же ал тургай климаттын өзгөрүү тобокелдигинен жогору экендигин аныктоодо негизги ролду ойношот. Ocean CDR ыкмалары атмосферадагы көмүр кычкыл газын азайтууга жардам берет, бирок көмүр кычкыл газынын эмиссиясын түздөн-түз кыскартуудан тышкары гана каралышы керек.