Maqbuda fil-Big Blue: Tneħħija tad-Diossidu tal-Karbonju tal-Oċean

Tkissir tal-Ġeoinġinerija fil-Klima: Parti 2

Parti 1: Mhux Magħruf Bla Tarf
Parti 3: Modifika tar-Radjazzjoni Solari
Parti 4: Nikkunsidraw l-Etika, l-Ekwità, u l-Ġustizzja

It-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju (CDR) hija forma ta 'ġeoinġinerija fil-klima li tfittex li tneħħi d-dijossidu tal-karbonju mill-atmosfera. Is-CDR jimmira l-impatt tal-emissjonijiet tal-gassijiet serra billi jnaqqas u jneħħi d-dijossidu tal-karbonju atmosferiku permezz ta’ ħżin fit-tul u għal żmien qasir. Is-CDR jista' jitqies ibbażat fuq l-art jew ibbażat fuq l-oċeani, skont il-materjal u s-sistemi użati biex jinqabdu u jinħażnu l-gass. Enfasi fuq is-CDR ibbażat fuq l-art kienet predominanti f'dawn il-konversazzjonijiet iżda l-interess fl-użu tas-CDR tal-oċeani qed jiżdied, b'attenzjoni fuq proġetti naturali u mekkaniċi u kimiċi msaħħa.

---

Is-sistemi naturali diġà jneħħu d-dijossidu tal-karbonju mill-atmosfera

L-oċean huwa sink naturali tal-karbonju, jaqbad 25% tad-dijossidu tal-karbonju atmosferiku u 90% tas-sħana żejda tad-dinja permezz ta 'proċessi naturali bħall-fotosintesi u l-assorbiment. Dawn is-sistemi għenu biex tinżamm it-temperatura globali, iżda qed isiru mgħobbija żżejjed minħabba ż-żieda fid-dijossidu tal-karbonju atmosferiku u gassijiet serra oħra mill-emissjonijiet tal-fjuwils fossili. Din iż-żieda fl-użu bdiet taffettwa l-kimika tal-oċean, u tikkawża aċidifikazzjoni tal-oċeani, telf ta’ bijodiversità, u mudelli ġodda tal-ekosistema. Il-bini mill-ġdid tal-bijodiversità u l-ekosistemi flimkien ma' tnaqqis tal-fjuwils fossili se jsaħħaħ il-pjaneta kontra t-tibdil fil-klima.

It-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju, permezz ta' tkabbir ta' pjanti u siġar ġodda, tista' sseħħ kemm fuq l-art kif ukoll fl-ekosistemi tal-oċeani. Afforestazzjoni hija l- ħolqien ta' foresti ġodda jew ekosistemi tal-oċeani, bħall-mangrovji, f’żoni li storikament ma fihomx pjanti bħal dawn, filwaqt li r-riforestazzjoni tfittex li jerġa’ jdaħħal siġar u pjanti oħra f'postijiet li kienu ġew konvertiti għal użu differenti, bħal art agrikola, minjieri, jew żvilupp, jew wara telf minħabba tniġġis.

Fdalijiet tal-baħar, plastik, u tniġġis tal-ilma ikkontribwew direttament għall-biċċa l-kbira tat-telf tal-ħaxix tal-baħar u tal-mangrovja. Il- Att dwar l-Ilma Nadif fl-Istati Uniti, u sforzi oħra ħadmu biex inaqqsu tali tniġġis u jippermettu r-riforestazzjoni. Dawn it-termini ġeneralment intużaw biex jiddeskrivu foresti bbażati fuq l-art, iżda jistgħu jinkludu wkoll ekosistemi bbażati fuq l-oċeani bħall-mangrovja, il-ħaxix tal-baħar, il-bassasijiet tal-melħ, jew l-alka tal-baħar.

Il-Wegħda:

Siġar, mangrovja, ħaxix tal-baħar, u pjanti simili huma bjar tal-karbonju, bl-użu u l-sekwestru tad-dijossidu tal-karbonju b'mod naturali permezz tal-fotosintesi. Oċean CDR ħafna drabi jenfasizza 'karbonju blu,' jew dijossidu tal-karbonju sekwestrati fl-oċean. Waħda mill-ekosistemi tal-karbonju blu l-aktar effettivi hija l-mangrovji, li jaħżnu l-karbonju fil-qoxra, is-sistema tal-għeruq u l-ħamrija tagħhom. sa 10 darbiet aktar karbonju minn foresti fuq l-art. Mangroves jipprovdu numerużi ko-benefiċċji ambjentali lill-komunitajiet lokali u lill-ekosistemi kostali, jipprevjenu d-degradazzjoni u l-erożjoni fit-tul kif ukoll jimmodera l-impatt tal-maltempati u l-mewġ fuq il-kosta. Il-foresti tal-mangrovja joħolqu wkoll ħabitats għal diversi annimali terrestri, akkwatiċi u tat-tjur fis-sistema tal-għeruq u l-fergħat tal-pjanta. Proġetti bħal dawn jistgħu jintużaw ukoll biex direttament reverse l-effetti tad-deforestazzjoni jew il-maltempati, ir-restawr tal-kosti u l-art li tilfet il-kopertura tas-siġar u l-pjanti.

It-Theddida:

Ir-riskji li jakkumpanjaw dawn il-proġetti joħorġu mill-ħażna temporanja ta’ dijossidu tal-karbonju sekwestrat b’mod naturali. Hekk kif l-użu tal-art kostali jinbidel u l-ekosistemi tal-oċeani jiġu mfixkla għall-iżvilupp, l-ivvjaġġar, l-industrija, jew billi jissaħħu l-maltempati, il-karbonju maħżun fil-ħamrija se jiġi rilaxxat fl-ilma tal-oċeani u fl-atmosfera. Dawn il-proġetti huma wkoll suxxettibbli għal bijodiversità u telf ta' diversità ġenetika favur speċi li jikbru malajr, li jżidu r-riskju għall-mard u l-mewt kbar. Proġetti ta' restawr jistgħu jkunu intensivi fl-enerġija u jeħtieġu fjuwils fossili għat-trasport u makkinarju għall-manutenzjoni. Ir-restawr tal-ekosistemi kostali permezz ta' dawn is-soluzzjonijiet ibbażati fuq in-natura mingħajr konsiderazzjoni xierqa għall-komunitajiet lokali jista’ jirriżulta f’ħtif ta’ art u l-komunitajiet ta’ żvantaġġ li kellhom l-inqas kontribut għat-tibdil fil-klima. Relazzjonijiet komunitarji b'saħħithom u involviment tal-partijiet interessati ma' nies Indiġeni u komunitajiet lokali huma essenzjali biex jiżguraw ekwità u ġustizzja fl-isforzi tas-CDR tal-oċeani naturali.

Il-Kultivazzjoni tal-Alka għandha l-għan li tħawwel kelp u makroalka biex tiffiltra d-dijossidu tal-karbonju mill-ilma u aħżen fil-bijomassa permezz tal-fotosintesi. Din l-alka b'ħafna karbonju tista' mbagħad titkabbar u tintuża fi prodotti jew ikel jew mgħaddsa fil-qiegħ tal-oċean u sekwestrata.

Il-Wegħda:

L-alka tal-baħar u pjanti kbar simili tal-oċeani qed jikbru malajr u preżenti f'reġjuni madwar id-dinja. Meta mqabbel ma 'l-isforzi ta' afforestazzjoni jew riforestazzjoni, l-abitat oċeaniku ta 'l-alka ma jagħmilhiex suxxettibbli għan-nar, invażjoni, jew theddid ieħor għall-foresti terrestri. Sekwestraturi tal-alka ammonti għoljin ta’ dijossidu tal-karbonju u għandu varjetà ta 'użi wara t-tkabbir. Permezz tat-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju bbażat fuq l-ilma, l-alka tista 'tgħin lir-reġjuni jaħdmu kontra l-aċidifikazzjoni tal-oċeani u jipprovdu ħabitats b'ħafna ossiġnu għall-ekosistemi oċeaniċi. Minbarra dawn ir-rebħiet ambjentali, l-alka għandha wkoll benefiċċji ta 'adattament għall-klima li jistgħu jipproteġu l-kosti kontra l-erożjoni billi tnaqqas l-enerġija tal-mewġ. 

It-Theddida:

Il-qbid tal-karbonju tal-alka huwa distint minn proċessi CDR oħra tal-ekonomija blu, bl-impjant jaħżen is-CO₂ fil-bijomassa tagħha, aktar milli tittrasferiha fis-sediment. Bħala riżultat, il-CO₂ il-potenzjal tat-tneħħija u l-ħażna għall-alka huwa limitat mill-pjanta. Id-domestikazzjoni tal-alka selvaġġa permezz tal-kultivazzjoni tal-alka tista' tnaqqas id-diversità ġenetika tal-pjanta, jiżdied il-potenzjal għal mard u die-outs kbar. Barra minn hekk, il-metodi proposti attwali ta 'kultivazzjoni tal-alka jinkludu pjanti li qed jikbru fl-ilma fuq materjal artifiċjali, bħall-ħabel, u f'ilmijiet baxxi. Dan jista' jipprevjeni d-dawl u n-nutrijenti mill-ħabitats fl-ilma taħt l-alka u jikkawża ħsara lil dawk l-ekosistemi inklużi tħabbil. L-alka nfisha hija wkoll vulnerabbli għad-degradazzjoni minħabba kwistjonijiet ta' kwalità tal-ilma u predazzjoni. Proġetti kbar li għandhom l-għan li jegħrqu l-alka fl-oċean bħalissa jistennew li jegħreq il-ħabel jew materjal artifiċjali kif ukoll, potenzjalment iniġġes l-ilma meta l-alka tinżel. Dan it-tip ta 'proġett huwa antiċipat ukoll li jesperjenza restrizzjonijiet ta' spejjeż, li jillimitaw l-iskalabbiltà. Aktar riċerka hija meħtieġa biex tiddetermina l-aħjar mod biex tiġi kkultivata l-alka u tikseb il-wegħdiet ta’ benefiċċju filwaqt li timminimizza t-theddid antiċipat u l-konsegwenzi mhux intenzjonati.

B'mod ġenerali, l-irkupru tal-ekosistemi tal-oċeani u kostali permezz tal-mangrovja, il-ħaxix tal-baħar, l-ekosistemi tal-bassasa tal-melħ u l-kultivazzjoni tal-alka għandu l-għan li jżid u jirrestawra l-kapaċità tas-sistemi naturali tad-Dinja li jipproċessaw u jaħżnu d-dijossidu tal-karbonju atmosferiku. It-telf tal-bijodiversità mit-tibdil fil-klima huwa aggravat mat-telf tal-bijodiversità mill-attivitajiet tal-bniedem, bħad-deforestazzjoni, li jnaqqas ir-reżiljenza tad-Dinja għat-tibdil fil-klima. 

Fl-2018, il-Pjattaforma Intergovernattiva Xjenza-Politika dwar il-Bijodiversità u s-Servizzi tal-Ekosistemi (IPBES) irrapportat li żewġ terzi tal-ekosistemi tal-oċeani huma mħassra, degradati, jew mibdula. Dan in-numru se jiżdied maż-żieda fil-livell tal-baħar, l-aċidifikazzjoni tal-oċeani, it-tħaffir tal-minjieri fil-fond tal-baħar, u l-impatti antropoġeniċi tat-tibdil fil-klima. Il-metodi naturali għat-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju se jibbenefikaw minn żieda fil-bijodiversità u r-restawr tal-ekosistemi. Il-kultivazzjoni tal-alka hija qasam ta' studju li qed jikber li jibbenefika minn riċerka mmirata. Ir-restawr u l-protezzjoni bir-reqqa tal-ekosistemi tal-oċeani għandhom potenzjal immedjat biex itaffu l-effetti tat-tibdil fil-klima permezz ta’ tnaqqis fl-emissjonijiet flimkien ma’ kobenefiċċji.

---

It-titjib tal-proċessi naturali tal-oċeani għall-mitigazzjoni tat-tibdil fil-klima

Minbarra l-proċessi naturali, ir-riċerkaturi qed jinvestigaw metodi biex itejbu t-tneħħija naturali tad-dijossidu tal-karbonju, li jinkoraġġixxu l-assorbiment tad-dijossidu tal-karbonju mill-oċean. Tliet proġetti ta 'ġeoinġinerija tal-klima tal-oċeani jaqgħu f'din il-kategorija ta' proċessi naturali li jtejbu: titjib tal-alkalinità tal-oċeani, fertilizzazzjoni tan-nutrijenti, u upwelling u downwelling artifiċjali. 

It-Titjib tal-Alkalinità tal-Oċean (OAE) huwa metodu CDR li għandu l-għan li jneħħi d-dijossidu tal-karbonju tal-oċean billi jaċċellera r-reazzjonijiet naturali tat-temp tal-minerali. Dawn ir-reazzjonijiet tat-temp jużaw id-dijossidu tal-karbonju u joħolqu materjal solidu. Tekniki kurrenti OAE jaqbad id-dijossidu tal-karbonju bil-blat alkalin, jiġifieri ġir jew żebbuġ, jew permezz ta 'proċess elettrokimiku.

Il-Wegħda:

Ibbażat fuq proċessi tat-temp naturali tal-blat, OAE huwa skalabbli u joffri metodu permanenti tat-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju. Ir-reazzjoni bejn il-gass u l-minerali toħloq depożiti li huma antiċipati li iżżid il-kapaċità ta' buffering tal-oċean, imbagħad jonqos l-aċidifikazzjoni tal-oċeani. Iż-żieda ta 'depożiti minerali fl-oċean tista' wkoll iżid il-produttività tal-oċean.

It-Theddida:

Is-suċċess tar-reazzjoni tat-temp jiddependi mid-disponibbiltà u d-distribuzzjoni tal-minerali. Distribuzzjoni irregolari ta 'minerali u sensittivitajiet reġjonali għat-tnaqqis fid-dijossidu tal-karbonju jista' jkollu impatt negattiv fuq l-ambjent tal-oċeani. Barra minn hekk, il-kwantità ta 'minerali meħtieġa għall-OAE x'aktarx li tkun ġejjin minn minjieri terrestri, u se jeħtieġu trasport lejn reġjuni kostali għall-użu. Iż-żieda fl-alkalinità tal-oċean se timmodifika l-pH tal-oċean, ukoll li jaffettwaw il-proċessi bijoloġiċi. It-titjib tal-alkalinità tal-oċean għandu ma dehrux daqstant esperimenti fuq il-post jew daqstant riċerka bħala t-temp ibbażat fuq l-art, u l-impatti ta 'dan il-metodu huma magħrufa aħjar għat-temp ibbażat fuq l-art. 

Fertilizzazzjoni tan-Nutrijent jipproponi li żżid ħadid u nutrijenti oħra fl-oċean biex jinkoraġġixxi t-tkabbir tal-fitoplankton. Filwaqt li jieħu vantaġġ minn proċess naturali, il-fitoplankton faċilment jieħu d-dijossidu tal-karbonju atmosferiku u jegħreq fil-qiegħ tal-oċean. Fl-2008, nazzjonijiet fil-Konvenzjoni tan-NU dwar id-Diversità Bijoloġika qabel ma’ moratorju ta’ prekawzjoni dwar il-prattika li tippermetti lill-komunità xjentifika tifhem aħjar il-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta’ proġetti bħal dawn.

Il-Wegħda:

Minbarra t-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju atmosferiku, il-fertilizzazzjoni tan-nutrijenti tista ' tnaqqas temporanjament l-aċidifikazzjoni tal-oċean u, iżidu l-istokkijiet tal-ħut. Il-fitoplankton huwa sors ta' ikel għal ħafna ħut, u ż-żieda fid-disponibbiltà tal-ikel tista' żżid l-ammont ta' ħut fir-reġjuni fejn isiru l-proġetti. 

It-Theddida:

L-istudji jibqgħu limitati dwar il-fertilizzazzjoni tan-nutrijenti u jirrikonoxxu l-ħafna mhux magħrufa dwar l-effetti fit-tul, il-ko-benefiċċji, u l-permanenza ta’ dan il-metodu CDR. Proġetti ta 'fertilizzazzjoni nutrijenti jistgħu jeħtieġu ammonti kbar ta' materjali fil-forma ta 'ħadid, fosfru u nitroġenu. L-akkwist ta 'dawn il-materjali jista' jeħtieġ tħaffir, produzzjoni u trasport addizzjonali. Dan jista 'jiċħad l-impatt tas-CDR pożittiv u jagħmel ħsara lil ekosistemi oħra fuq il-pjaneta minħabba l-estrazzjoni tal-minjieri. Barra minn hekk, it-tkabbir tal-fitoplankton jista 'jirriżulta fi Blanzuni ta 'l-alka ta' ħsara, tnaqqas l-ossiġnu fl-oċean, u żżid il-produzzjoni tal-metanu, GHG li jaqbad 10 darbiet l-ammont ta 'sħana meta mqabbel mad-dijossidu tal-karbonju.

It-taħlit naturali ta 'l-oċean permezz ta' upwelling u downwelling iġib l-ilma mill-wiċċ għas-sediment, u jqassam it-temperatura u n-nutrijenti għar-reġjuni differenti ta 'l-oċean. Upwelling Artifiċjali u Downwelling għandu l-għan li juża mekkaniżmu fiżiku biex iħaffef u jinkoraġġixxi dan it-taħlit, billi jżid it-taħlit tal-ilma tal-oċeani biex iwassal l-ilma tal-wiċċ rikk fid-dijossidu tal-karbonju fl-oċean fond, u ilma kiesaħ u għani fin-nutrijenti għall-wiċċ. Dan huwa antiċipat li jinkoraġġixxi t-tkabbir tal-fitoplankton u l-fotosintesi biex jitneħħa d-dijossidu tal-karbonju mill-atmosfera. Mekkaniżmi proposti attwali jinkludu bl-użu ta' pajpijiet u pompi vertikali biex tiġbed l-ilma minn qiegħ l-oċean għal fuq.

Il-Wegħda:

Upwelling u downwelling artifiċjali huma proposti bħala t-titjib ta 'sistema naturali. Dan il-moviment ippjanat tal-ilma jista 'jgħin biex jiġu evitati l-effetti sekondarji ta' żieda fit-tkabbir tal-fitoplankton bħal żoni ta 'ossiġnu baxx u nutrijenti żejda billi jżid it-taħlit tal-oċeani. F'reġjuni aktar sħan, dan il-metodu jista 'jgħin it-temperaturi tal-wiċċ jibred u ibbliċjar bil-mod tal-qroll. 

It-Theddida:

Dan il-metodu ta 'taħlit artifiċjali ra esperimenti limitati u testijiet fuq il-post iffukati fuq skali żgħar u għal perjodi ta' żmien limitati. Ir-riċerka bikrija tindika li b'mod ġenerali, upwelling u downwelling artifiċjali għandhom potenzjal CDR baxx u jipprovdu sekwestru temporanju tad-dijossidu tal-karbonju. Din il-ħażna temporanja hija riżultat taċ-ċiklu ta 'upwelling u downwelling. Kwalunkwe dijossidu tal-karbonju li jiċċaqlaq lejn il-qiegħ tal-oċean permezz ta 'downwelling x'aktarx li upwell f'xi punt ieħor fiż-żmien. Barra minn hekk, dan il-metodu jara wkoll il-potenzjal għal riskju ta’ terminazzjoni. Jekk il-pompa artifiċjali tfalli, titwaqqaf, jew tonqos il-finanzjament, żieda fin-nutrijenti u dijossidu tal-karbonju fil-wiċċ jistgħu jżidu l-konċentrazzjonijiet tal-metanu u l-ossidu nitruż kif ukoll l-aċidifikazzjoni tal-oċean. Il-mekkaniżmu attwali propost għat-taħlit tal-oċeani artifiċjali jeħtieġ sistema ta 'pajpijiet, pompi, u provvista esterna tal-enerġija. L-installazzjoni ta 'dawn il-pajpijiet x'aktarx teħtieġ vapuri, sors effiċjenti ta’ enerġija, u manutenzjoni. 

---

Ocean CDR permezz ta 'Metodi Mekkaniċi u Kimiċi

Is-CDR tal-oċean mekkaniku u kimiku jintervjeni bi proċessi naturali, bil-għan li juża t-teknoloġija biex tbiddel sistema naturali. Bħalissa, l-estrazzjoni tal-karbonju tal-ilma baħar tippredomina l-konverżazzjoni CDR tal-oċean mekkaniku u kimiku, iżda metodi oħra bħal upwelling artifiċjali u downwelling, diskussi hawn fuq, jistgħu jaqgħu f'din il-kategorija wkoll.

Estrazzjoni tal-Karbonju tal-Ilma Baħar, jew CDR Elettrokimiku, għandha l-għan li tneħħi d-dijossidu tal-karbonju fl-ilma tal-oċeani u taħżen x'imkien ieħor, billi topera fuq prinċipji simili biex tidderieġi l-qbid u l-ħażna tad-dijossidu tal-karbonju tal-arja. Il-metodi proposti jinkludu l-użu ta 'proċessi elettrokimiċi biex tinġabar forma gassuża ta' dijossidu tal-karbonju mill-ilma baħar, u jaħżen dak il-gass f'forma solida jew likwida f'formazzjoni ġeoloġika jew fis-sediment tal-oċean.

Il-Wegħda:

Dan il-metodu ta 'tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju mill-ilma tal-oċeani huwa mistenni li jippermetti lill-oċean jieħu aktar dijossidu tal-karbonju atmosferiku permezz ta' proċessi naturali. Studji fuq CDR elettrokimiku indikaw li b'sors ta 'enerġija rinnovabbli, dan il-metodu jistgħu jkunu effiċjenti fl-enerġija. It-tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju mill-ilma tal-oċeani hija mistennija aktar ireġġa' lura jew waqqaf l-aċidifikazzjoni tal-oċean. 

It-Theddida:

Studji bikrija dwar l-estrazzjoni tal-karbonju tal-ilma baħar ittestjaw primarjament il-kunċett fl-esperimentazzjoni bbażata fil-laboratorju. Bħala riżultat, l-applikazzjoni kummerċjali ta 'dan il-metodu tibqa' teoretika ħafna, u potenzjalment intensiva fl-enerġija. Ir-riċerka ffokat ukoll primarjament fuq il-kapaċità kimika tad-dijossidu tal-karbonju li jitneħħa mill-ilma baħar, b' ftit riċerka dwar ir-riskji ambjentali. It-tħassib attwali jinkludi l-inċertezzi dwar iċ-ċaqliq tal-ekwilibriju tal-ekosistema lokali u l-impatt li dan il-proċess jista’ jkollu fuq il-ħajja tal-baħar.

---

Hemm triq 'il quddiem għas-CDR tal-oċean?

Ħafna proġetti CDR tal-oċeani naturali, bħar-restawr u l-protezzjoni tal-ekosistemi kostali, huma appoġġjati minn ko-benefiċċji pożittivi riċerkati u magħrufa għall-ambjent u l-komunitajiet lokali. Għad hemm bżonn ta' riċerka addizzjonali biex tifhem l-ammont u t-tul ta' żmien li l-karbonju jista' jinħażen permezz ta' dawn il-proġetti, iżda l-ko-benefiċċji huma ċari. Lil hinn mill-CDR tal-oċean naturali, madankollu, is-CDR tal-oċean naturali u mekkaniku u kimiku mtejba għandhom żvantaġġi identifikabbli li għandhom jiġu kkunsidrati bir-reqqa qabel ma jiġi implimentat kwalunkwe proġett fuq skala kbira. 

Aħna lkoll partijiet interessati fil-pjaneta u se nkunu affettwati minn proġetti ta 'ġeoinġinerija fil-klima kif ukoll mit-tibdil fil-klima. Dawk li jieħdu d-deċiżjonijiet, dawk li jfasslu l-politika, l-investituri, il-votanti, u l-partijiet interessati kollha huma essenzjali biex jiddeterminaw jekk ir-riskju ta’ metodu wieħed ta’ ġeoinġinerija fil-klima jegħlebx ir-riskju ta’ metodu ieħor jew saħansitra r-riskju tat-tibdil fil-klima. Il-metodi tas-CDR tal-oċean jistgħu jgħinu biex jitnaqqas id-dijossidu tal-karbonju atmosferiku, iżda għandhom jitqiesu biss flimkien mat-tnaqqis dirett tal-emissjonijiet tad-dijossidu tal-karbonju.