Gefangen am Big Blue: Ozean Kuelestoff Ewechhuele

Ofbriechen Klima Geoengineering: Deel 2

Deel 1: Endlos Onbekannten
Deel 3: Sonnestralung Modifikatioun
Deel 4: Ethik, Gläichheet a Gerechtegkeet berécksiichtegt

Kuelendioxid Entfernung (CDR) ass eng Form vu Klimageoengineering déi probéiert Kuelendioxid aus der Atmosphär ze läschen. CDR zielt den Impakt vun Treibhausgasemissiounen duerch d'Reduktioun an d'Ewechhuele vun atmosphäresche Kuelendioxid iwwer laang a kuerzfristeg Lagerung. CDR kann als Land- oder Ozeanbaséiert ugesi ginn, jee no Material a Systemer déi benotzt gi fir de Gas z'erfaassen an ze späicheren. E Schwéierpunkt op landbaséiert CDR ass an dëse Gespréicher dominant gewiescht, awer d'Interesse fir den Ozean CDR ze notzen ass eropgaang, mat Opmierksamkeet op verstäerkte natierlechen a mechanesche a chemesche Projeten.

---

Natierlech Systemer hu scho Kuelendioxid aus der Atmosphär ewechgeholl

Den Ozean ass en natierleche Kuelestoff ënnerzegoen, 25% erfaassen vun atmosphäresche Kuelendioxid an 90% vun der Äerd iwwerschësseg Hëtzt duerch natierlech Prozesser wéi Fotosynthese an Absorptioun. Dës Systemer hunn gehollef d'global Temperatur z'erhalen, awer si ginn iwwerlaascht wéinst der Erhéijung vun der atmosphärescher Kuelendioxid an aner Treibhausgase vu fossille Brennstoffer Emissiounen. Dës verstäerkten Opnahm huet ugefaang d'Chimie vum Ozean ze beaflossen, verursaacht Ozeansäure, Biodiversitéitsverloscht an nei Ökosystemmuster. D'Biodiversitéit an d'Ökosystemer nei opzebauen, gepaart mat enger Reduktioun vu fossille Brennstoffer wäert de Planéit géint de Klimawandel stäerken.

Kuelendioxid Entfernung, duerch nei Planz a Bam Wuesstem, kann souwuel op Land an Ozean Ökosystemer geschéien. Bëschaarbecht ass de Schafung vun neie Bëscher oder Ozeanökosystemer, wéi Mangroven, a Gebidder, déi historesch net sou Planzen enthalen hunn, wärend d'Rebestéierung versicht Beem an aner Planzen nei aféieren op Plazen déi an eng aner Notzung ëmgewandelt goufen, wéi Akerland, Biergbau oder Entwécklung, oder nom Verloscht duerch Verschmotzung.

Marine Debris, Plastik a Waasserverschmotzung hunn direkt zu de meeschte Miergrass- a Mangroveverloscht bäigedroen. Déi Gesetz fir proppert Waasser an den USA, an aner Efforten hunn geschafft esou Pollutioun ze reduzéieren an Reforestatioun erlaben. Dës Begrëffer goufen allgemeng benotzt fir landbaséiert Bëscher ze beschreiwen, awer kënnen och Ozean-baséiert Ökosystemer enthalen wéi Mangroven, Miegräser, Salzwaasser oder Mier.

D'Versprieche:

Beem, Mangroven, Seegrass an ähnlech Planzen sinn Kuelestoff ënnerzegoen, benotzt a sequesteréieren Kuelendioxid natierlech duerch Fotosynthese. Ozean CDR beliicht dacks "bloe Kuelestoff", oder Kuelendioxid am Ozean sequesteréiert. Ee vun den effektivsten bloe Kuelekosystemer ass Mangroven, déi Kuelestoff an hirer Rinde, Rootsystem a Buedem festleeën, a späicheren bis zu 10 Mol méi Kuelestoff wéi Bëscher um Land. Mangroven bidden vill Ëmwelt- Co-Virdeeler fir lokal Communautéiten a Küstekosystemer, verhënnert laangfristeg Degradatioun an Erosioun, souwéi moderéiert den Impakt vu Stuerm a Wellen op der Küst. Mangrovebëscher kreéieren och Liewensraim fir verschidde terrestresch, aquatesch a Vullendéieren am Rootsystem a Branchen vun der Planz. Esou Projete kënnen och benotzt ginn direkt ëmgedréint d'Effekter vun deforestation oder Stuerm, Restauratioun Küstelinnen a Land déi Bam a Planzen Cover verluer huet.

D'Gefor:

D'Risiken, déi dës Projete begleeden, entstinn aus der temporärer Lagerung vun natierleche sequesteréierten Kuelendioxid. Wéi d'Küstelandverbrauch ännert an d'Ozekosystemer fir d'Entwécklung, d'Rees, d'Industrie oder d'Stäerkung vun Stuerm gestéiert ginn, gëtt de Kuelestoff, deen a Buedem gespäichert ass, an d'Ozeanwaasser an d'Atmosphär entlooss. Dës Projete sinn och ufälleg fir Biodiversitéit an genetesch Diversitéit Verloscht zugonschte vu séier wuessend Arten, erhéicht de Risiko fir Krankheeten a grouss Stierwen. Restauratioun Projeten kann Energieintensiv sinn a verlaangen fossil Brennstoffer fir Transport a Maschinnen fir Ënnerhalt. Restauratioun vun de Küstekosystemer duerch dës Naturbaséiert Léisungen ouni entspriechend Berücksichtegung fir d'lokal Gemeinschaften kann zu Landgräife féieren a benodeelegt Gemeinschaften, déi de mannsten Bäitrag zum Klimawandel haten. Staark Gemeinschaftsbezéiungen an Interessenten Engagement mat Naturvölker a lokal Gemeinschafte si Schlëssel fir Gläichheet a Gerechtegkeet an natierlechen Ozean CDR Efforten ze garantéieren.

Seaweed Kultivatioun zielt fir Kelp a Makroalgen ze planzen fir Kuelendioxid aus dem Waasser ze filteren an späichert et a Biomass duerch Fotosynthese. Dëse Kuelestoff-räiche Mier kann dann a Produkter oder Liewensmëttel benotzt ginn oder op de Buedem vum Ozean versenkt a sequesteréiert ginn.

D'Versprieche:

Seewier an ähnlech grouss Ozeanplanzen wuessen séier a präsent a Regioune ronderëm d'Welt. Am Géigesaz zu Bëschaarbecht oder Rebestéierungsefforten, mécht den Ozeanesche Liewensraum vu Seewier et net ufälleg fir Feier, Iwwergrëff oder aner Gefore fir terrestresch Bëscher. Seewier sequesters héich Quantitéiten u Kuelendioxid an huet eng Rei vu Gebrauch nom Wuesstem. Duerch d'Ewechhuele vu Waasser-baséiert Kuelendioxid, Mier kann hëllefen Regiounen géint Ozean acidification ze schaffen an liwweren Sauerstoffräich Liewensraim fir Ozeanesch Ökosystemer. Nieft dësen Ëmwelt- Gewënn, Seaweed huet och Klimaadaptatioun Virdeeler déi kann schützen Küstelinn géint Erosioun duerch d'Dämpfung vun der Wellenenergie. 

D'Gefor:

Seaweed Kuelestofffangung ass ënnerscheet vun anere bloe Wirtschaft CDR Prozesser, mat der Planz déi CO späichert₂ a senger Biomass, anstatt se an de Sediment ze transferéieren. Als Resultat huet de CO₂ Entfernung a Lagerungspotenzial fir Seewier ass limitéiert vun der Planz. Domestizéiere wëll Séi duerch Miereskultivatioun kann reduzéieren d'genetesch Diversitéit vun der Planz, d'Erhéijung vum Potenzial fir Krankheeten a grouss Stierwen. Zousätzlech enthalen déi aktuell proposéiert Methode fir d'Kultivatioun vu Mierer ze wuessen Planzen am Waasser op kënschtlech Material, wéi Seel, an a flaache Waasser. Dëst kann d'Liicht an Nährstoffer aus Habitaten am Waasser ënner dem Mier verhënneren a Schued un deenen Ökosystemer verursaachen dorënner entanglements. D'Seewier selwer ass och vulnérabel fir Degradatioun wéinst Waasserqualitéitsprobleemer a Predatioun. Grouss Projeten, déi d'Mier an den Ozean ënnerzegoen, erwaarden aktuell ënnerzegoen de Seel oder kënschtlech Material och, potenziell d'Waasser verschmotzt wann d'Seewier ënnerzegoen. Dës Aart vu Projet gëtt och erwaart fir Käschtebeschränkungen ze erliewen, Skalierbarkeet limitéieren. Weider Fuerschung ass gebraucht fir de beschte Wee ze bestëmmen fir Mier ze kultivéieren an déi beneficiell Verspriechen ze gewannen, wärend déi viraussiichtlech Bedrohungen an ongewollt Konsequenzen minimiséieren.

Insgesamt zielt d'Erhuelung vun den Ozean- a Küstekosystemer duerch Mangroven, Miegräser, Salzmarsch-Ökosystemer, a Miereskultivatioun d'Fäegkeet vun den natierleche Systemer vun der Äerd ze vergréisseren an ze restauréieren fir atmosphäresch Kuelendioxid ze veraarbechten an ze späicheren. Biodiversitéitsverloscht vum Klimawandel ass zesummegesat mam Biodiversitéitsverloscht vu mënschlechen Aktivitéiten, wéi Entbëschung, d'Reduktioun vun der Äerdresistenz géint de Klimawandel. 

Am Joer 2018 huet d'Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) gemellt datt zwee Drëttel vun den Ozeanökosystemer beschiedegt, degradéiert oder geännert ginn. Dës Zuel wäert eropgoen mat der Mieresspigel eropgoen, Ozean Säurung, déif Mierboden Mining, an anthropogenen Klimawandel Impakt. Natierlech Kuelendioxid-Entfernungsmethoden profitéiere vun der Erhéijung vun der Biodiversitéit an der Restauratioun vun Ökosystemer. Seaweed Kultivatioun ass e wuessend Studieberäich dat vun geziilter Fuerschung profitéiere géif. Duerchduechte Restauratioun a Schutz vun Ozeanökosystemer huet direkt Potenzial fir d'Effekter vum Klimawandel duerch Emissiounsreduktiounen gepaart mat Co-Virdeeler ze reduzéieren.

---

D'Verbesserung vun natierlechen Ozeanprozesser fir d'Mitigatioun vum Klimawandel

Zousätzlech zu natierleche Prozesser ënnersicht d'Fuerscher Methoden fir d'natierlech Kuelendioxidentfernung ze verbesseren, d'Ozean d'Kuelendioxidopnahm ze encouragéieren. Dräi Ozeanklima Geoengineering Projete falen an dëser Kategorie fir natierlech Prozesser ze verbesseren: Ozeanalkalinitéit Verbesserung, Nährstoffdüngung, a kënschtlech Upwelling an Downwelling. 

Ocean Alkalinity Enhancement (OAE) ass eng CDR Method déi zielt Ozean Kuelendioxid ze läschen andeems d'natierlech Wiederreaktioune vu Mineralstoffer beschleunegen. Dës Wiederreaktiounen benotzen Kuelendioxid a kreéieren zolidd Material. Aktuell OAE Techniken Kuelendioxid mat alkalesche Fielsen, also Kalk oder Olivin, oder duerch en elektrochemesche Prozess erfaassen.

D'Versprieche:

Baséiert op natierleche Fiels-Wiederprozesser, OAE ass skalierbar a bitt eng permanent Method vun Kuelendioxid Entfernung. D'Reaktioun tëscht dem Gas a Mineral schaaft Oflagerungen déi erwaart ginn d'Pufferkapazitéit vum Ozean erhéijen, am Tour erofgoen Ozean acidification. D'Erhéijung vun de Mineraloflagerungen am Ozean kann och d'Ozeanproduktivitéit erhéijen.

D'Gefor:

Den Erfolleg vun der Wiederreaktioun hänkt vun der Disponibilitéit an der Verdeelung vun de Mineralstoffer of. Eng ongläich Verdeelung vun Mineralstoffer a regional Sensibilitéiten der Ofsenkung vun Kuelendioxid kann negativ Auswierkungen op d'Ozean Ëmwelt. Zousätzlech ass d'Quantitéit u Mineralstoffer néideg fir OAE am meeschten wahrscheinlech aus terrestresche Minen entstanen, a wäert Transport ze Küst Regiounen verlaangen fir benotzen. D'Erhéijung vun der Alkalinitéit vum Ozean wäert och den Ozean pH änneren biologesch Prozesser beaflossen. Ozean alkalinity Erhéijung huet net esou vill Feldexperimenter oder esou vill Fuerschung gesinn als Land-baséiert Wiederwelt, an d'Auswierkunge vun dëser Methode si besser bekannt fir Land-baséiert Wieder. 

Nährstoffdüngung proposéiert Eisen an aner Nährstoffer an den Ozean ze addéieren fir de Wuesstum vu Phytoplankton ze encouragéieren. Profitéiert vun engem natierleche Prozess, Phytoplankton hëlt liicht atmosphäresch Kuelendioxid op an ënnerzegoen op de Buedem vum Ozean. Am Joer 2008, Natiounen op der UNO Konventioun iwwer Biologesch Diversitéit engem virsiichteg Moratorium ausgemaach op d'Praxis fir d'wëssenschaftlech Gemeinschaft z'erméiglechen d'Virdeeler an d'Nodeeler vun esou Projeten besser ze verstoen.

D'Versprieche:

Zousätzlech fir Atmosphär Kuelendioxid ze entfernen, kann d'Nährstoffdüngung temporär reduzéieren Ozean acidification an Erhéijung Fësch Stock. Phytoplankton sinn eng Nahrungsquell fir vill Fësch, an déi verstäerkte Verfügbarkeet vu Liewensmëttel kann d'Quantitéit u Fësch an de Regiounen erhéijen, wou d'Projete gemaach ginn. 

D'Gefor:

Studien bleiwen limitéiert op Nährstoffdüngung a déi vill Onbekannten erkennen iwwer laangfristeg Effekter, Co-Virdeeler, a Permanenz vun dëser CDR Method. Nährstoffdüngungsprojete kënne grouss Quantitéite vu Materialien a Form vun Eisen, Phosphor a Stickstoff erfuerderen. Sourcing vun dëse Materialien kann zousätzlech Biergbau, Produktioun, an Transport verlaangen. Dëst kéint den Impakt vun der positiver CDR negéieren an aner Ökosystemer op de Planéit schueden wéinst Biergbau Extraktioun. Zousätzlech kann de Wuesstum vu Phytoplankton zu Resultat kommen schiedlech Algenbléien, reduzéieren de Sauerstoff am Ozean, an d'Produktioun vu Methan erhéijen, e GHG deen 10 Mol d'Quantitéit un Hëtzt am Verglach zum Kuelendioxid fällt.

Déi natierlech Mëschung vum Ozean duerch Upwelling an Downwelling bréngt Waasser vun der Uewerfläch an d'Sediment, verdeelt Temperatur an Nährstoffer an déi verschidde Regioune vum Ozean. Kënschtlech Upwelling an Downwelling zielt e kierperleche Mechanismus ze benotzen fir dës Vermëschung ze beschleunegen an ze encouragéieren, d'Vermëschung vum Ozeanwaasser ze erhéijen fir Kuelendioxid-räich Uewerflächewaasser an den déiwe Ozean ze bréngen, an kal, nährstoffaarme Waasser op d'Uewerfläch. Dëst gëtt erwaart fir de Wuesstum vu Phytoplankton a Fotosynthese ze encouragéieren fir Kuelendioxid aus der Atmosphär ze entfernen. Aktuell proposéiert Mechanismen enthalen benotzt vertikale Päifen a Pompelen Waasser vun ënnen vum Ozean op d'Spëtzt ze zéien.

D'Versprieche:

Kënschtlech Upwelling an Downwelling gëtt als Verbesserung vun engem natierleche System proposéiert. Dës geplangte Beweegung vu Waasser kann hëllefen d'Nebenwirkungen vum verstäerkten Phytoplankton Wuesstum ze vermeiden wéi niddereg Sauerstoffzonen an iwwerschësseg Nährstoffer andeems d'Ozeanvermëschung erhéicht gëtt. An méi waarm Regiounen, kann dës Method hëllefen cool Uewerfläch Temperaturen an lues Coral Bleechung. 

D'Gefor:

Dës Method fir kënschtlech Mëschung huet limitéiert Experimenter a Feldtester gesinn, déi op kleng Skalen a fir limitéiert Zäitperioden fokusséiert sinn. Fréi Fuerschung weist, datt am Ganzen, kënschtlech upwelling an downwelling hunn eng niddereg CDR Potential an temporär Sequestratioun ubidden vu Kuelendioxid. Dës temporär Lagerung ass e Resultat vum Upwelling an Downwelling Zyklus. All Kuelendioxid, deen duerch Downwelling op de Buedem vum Ozean beweegt, wäert méiglecherweis zu engem anere Punkt an der Zäit eropgoen. Zousätzlech gesäit dës Method och d'Potenzial fir e Kënnegungsrisiko. Wann d'kënschtlech Pompel klappt, gestoppt gëtt oder keng Finanzéierung feelt, erhéicht Nährstoffer a Kuelendioxid op der Uewerfläch kënnen d'Konzentratioune vu Methan a Stickstoffoxid erhéijen, souwéi d'Ozeansäure. Den aktuelle proposéierte Mechanismus fir kënschtlech Ozeanvermëschung erfuerdert e Päifsystem, Pompelen an eng extern Energieversuergung. D'Installatioun vun dëse Päifen ass méiglecherweis erfuerderlech Schëffer, eng efficace Quell vun Energie, an Ënnerhalt. 

---

Ocean CDR duerch mechanesch a chemesch Methoden

Mechanesch a chemesch Ozean CDR intervenéiert mat natierleche Prozesser, fir Technologie ze benotzen fir en natierleche System z'änneren. Moment, Mierwaasser Kuelestoff Extraktioun dominéiert de mechanesch a chemesch Ozean CDR Gespréich, awer aner Methoden wéi kënschtlech upwelling an downwelling, uewen diskutéiert, kéint an dëser Kategorie falen och.

Seawater Carbon Extraction, oder Electrochemical CDR, zielt fir de Kuelendioxid am Ozeanwasser ze entfernen an et soss anzwousch ze späicheren, op ähnlech Prinzipien operéiert fir d'Loft Kuelendioxid erfaassen an ze späicheren. Proposéiert Methoden enthalen d'Benotzung vun elektrochemesche Prozesser fir eng gasform Kuelendioxid aus Mierwaasser ze sammelen, an dee Gas an enger fester oder flësseger Form an enger geologescher Formatioun oder am Ozean-Sediment ze späicheren.

D'Versprieche:

Dës Method fir Kuelendioxid aus dem Ozeanwaasser ze läschen ass erwaart datt den Ozean méi atmosphäresch Kuelendioxid duerch natierleche Prozesser ophëlt. Studien iwwer elektrochemesch CDR hunn uginn datt mat enger erneierbarer Energiequell dës Method kéint energieeffizient sinn. D'Ewechhuele vu Kuelendioxid aus Ozeanwaasser gëtt weider erwaart ëmgedréint oder Paus Ozean acidification. 

D'Gefor:

Fréi Studien iwwer Mierwaasser Kuelestoffextraktioun hunn d'Konzept haaptsächlech an Labo-baséiert Experimenter getest. Als Resultat bleift déi kommerziell Uwendung vun dëser Method héich theoretesch, a potenziell Energieintensiv. Fuerschung huet sech och virun allem op d'chemesch Fähegkeet vun Kuelendioxid konzentréiert aus Mierwaasser geläscht ginn, mat wéineg Fuerschung iwwer d'Ëmweltrisiken. Aktuell Bedenken enthalen Onsécherheeten iwwer lokal Ökosystem Gläichgewiicht Verréckelung an den Impakt dëse Prozess op d'Marine Liewen kann hunn.

---

Gëtt et e Wee no vir fir Ozean CDR?

Vill natierlech Ozean CDR Projeten, wéi Restauratioun a Schutz vun de Küstekosystemer, ginn ënnerstëtzt vu recherchéierten a bekannte positiven Co-Virdeeler fir d'Ëmwelt a lokal Gemeinschaften. Zousätzlech Fuerschung fir d'Quantitéit an d'Längt vun der Zäit ze verstoen datt Kuelestoff duerch dës Projete gespäichert ka ginn ass nach ëmmer gebraucht, awer d'Co-Virdeeler si kloer. Nieft natierlechen Ozean CDR, awer, verstäerkte natierlechen a mechanesche a chemeschen Ozean CDR hunn identifizéierend Nodeeler, déi virsiichteg berücksichtegt ginn ier e Projet op enger grousser Skala ëmgesat gëtt. 

Mir sinn all Akteuren um Planéit a wäerte vu Klima-Geoengineering-Projeten wéi och vum Klimawandel beaflosst ginn. Décideuren, Politiker, Investisseuren, Wieler an all Akteuren si Schlëssel fir ze bestëmmen ob de Risiko vun enger Klima-Geoengineering-Methode méi héich ass wéi de Risiko vun enger anerer Method oder souguer de Risiko vum Klimawandel. Ozean CDR Methoden kënnen hëllefen atmosphäresch Kuelendioxid ze reduzéieren, awer sollten nëmmen zousätzlech zu der direkter Reduktioun vu Kuelendioxid Emissiounen berücksichtegt ginn.