Trapped dina Big Blue: Samudra Karbon Dioksida Lengser

Ngarecah Iklim Geoengineering: Bagian 2

Bagéan 1: Henteu Kanyahoan sajajalan
Bagian 3: Modifikasi Radiasi Surya
Bagian 4: Mertimbangkeun Etika, Equity, jeung Kaadilan

Karbon dioksida panyabutan (CDR) mangrupakeun wangun geoengineering iklim nu neangan miceun karbon dioksida ti atmosfir. CDR nargétkeun dampak émisi gas rumah kaca ku cara ngirangan sareng ngaleungitkeun karbon dioksida atmosfir ku cara neundeun jangka panjang sareng pondok. CDR bisa dianggap dumasar darat atawa dumasar sagara, gumantung kana bahan jeung sistem dipaké pikeun nangkep jeung nyimpen gas. Tekenan kana CDR dumasar darat parantos didominasi dina paguneman ieu tapi minat pikeun ngamangpaatkeun CDR sagara ningkat, kalayan perhatian kana proyék-proyék alami sareng mékanis sareng kimia anu ditingkatkeun.

---

Sistem alam geus ngaluarkeun karbon dioksida ti atmosfir

Samudra mangrupikeun sink karbon alami, ngarebut 25% karbon dioksida atmosfir sareng 90% kaleuwihan panas bumi ngaliwatan prosés alam sapertos fotosintésis sareng nyerep. Sistem ieu geus mantuan ngajaga suhu global, tapi jadi overloaded alatan kanaékan karbon dioksida atmosfir jeung gas rumah kaca séjén tina émisi suluh fosil. Ieu ngaronjat uptake geus mimiti mangaruhan kimia sagara, ngabalukarkeun acidification sagara, leungitna biodiversity, sarta pola ékosistem anyar. Ngawangun deui biodiversiti sareng ékosistem dipasangkeun sareng pangurangan bahan bakar fosil bakal nguatkeun pangeusina ngalawan parobahan iklim.

Panyabutan karbon dioksida, ngaliwatan tutuwuhan anyar jeung tumuwuhna tangkal, bisa lumangsung duanana di darat jeung di ékosistem sagara. Aforestasi nyaéta nyiptakeun leuweung anyar atawa ékosistem sagara, kawas mangrove, di wewengkon nu sajarahna teu ngandung tutuwuhan sapertos kitu, bari reforestation narékahan pikeun reintroduce tangkal jeung tutuwuhan lianna di lokasi nu geus dirobah jadi pamakéan béda, kawas lahan pertanian, pertambangan, atawa pangwangunan, atawa sanggeus leungitna alatan polusi.

Lebu laut, plastik, sareng polusi cai geus langsung nyumbang kana lolobana lamun jeung mangrove leungitna. The Undang-undang Cai Bersih di Amérika Serikat, sarta usaha lianna geus digawé pikeun ngurangan polusi misalna sarta ngidinan reforestation. Istilah-istilah ieu umumna dipaké pikeun ngajelaskeun leuweung darat, tapi ogé bisa ngawengku ékosistem dumasar sagara kawas bakau, lamun, rawa uyah, atawa juket laut.

Janji:

Tangkal, bakau, lamun, jeung tutuwuhan sarupa karbon sinks, ngagunakeun jeung nyerep karbon dioksida sacara alami ngaliwatan fotosintésis. Samudra CDR sering nyorot 'karbon biru,' atanapi karbon dioksida diasingkeun di sagara. Salah sahiji ékosistem karbon biru anu paling efektif nyaéta bakau, anu nyéépkeun karbon dina kulit, sistem akar, sareng taneuh, nyimpen. nepi ka 10 kali leuwih karbon ti leuweung di darat. Mangrove nyadiakeun loba co-benefits lingkungan ka komunitas lokal jeung ékosistem basisir, nyegah degradasi jangka panjang sarta erosi ogé moderating dampak badai jeung gelombang di basisir. Leuweung bakau ogé nyieun habitat pikeun rupa-rupa sato darat, akuatik, jeung manuk dina sistim akar jeung dahan tutuwuhan. proyék sapertos ogé bisa dipaké pikeun langsung ngabalikeun Balukar tina déforestasi atawa badai, mulangkeun basisir jeung lahan nu geus leungit tangkal jeung tutuwuhan panutup.

Ancaman:

Résiko anu dibarengan ku proyék ieu asalna tina panyimpen samentawis karbon dioksida anu diasingkeun sacara alami. Nalika parobahan tata guna lahan basisir sareng ékosistem sagara kaganggu pikeun pangwangunan, perjalanan, industri, atanapi ku nguatkeun badai, karbon anu disimpen dina taneuh bakal dileupaskeun kana cai laut sareng atmosfir. Proyék ieu ogé rawan biodiversiti jeung leungitna karagaman genetik di ni'mat spésiés tumuwuh gancang, ngaronjatna resiko pikeun kasakit jeung maot badag. Proyék restorasi tiasa intensif énergi sarta merlukeun suluh fosil pikeun transportasi jeung mesin pikeun pangropéa. Malikkeun ékosistem basisir ngaliwatan solusi dumasar-alam ieu tanpa tinimbangan luyu pikeun masarakat satempat bisa ngakibatkeun rebutan lahan jeung komunitas disadvantage nu boga kontribusi pangsaeutikna pikeun perubahan iklim. Hubungan komunitas anu kuat sareng papacangan stakeholder sareng masarakat Adat sareng komunitas lokal mangrupikeun konci pikeun mastikeun kaadilan sareng kaadilan dina usaha CDR sagara alam.

Budidaya Rumput Laut boga tujuan pikeun melak kelp jeung makroalgae pikeun nyaring karbon dioksida tina cai jeung nyimpen dina biomassa ngaliwatan fotosintésis. Juket laut anu beunghar karbon ieu teras tiasa dibudidayakeun sareng dianggo dina produk atanapi tuangeun atanapi dilelepkeun ka dasar sagara sareng diasingkeun.

Janji:

Juket laut sareng pepelakan sagara ageung anu sami gancang tumbuh sareng aya di daérah di sakumna dunya. Dibandingkeun jeung usaha ngahutanan atawa reboisasi, habitat samudra juket laut ngajadikeun eta teu rentan kahuruan, perambahan, atawa ancaman sejenna ka leuweung terestrial. Sequesters juket laut jumlah luhur karbon dioksida sarta miboga rupa-rupa kagunaan sanggeus tumuwuh. Ngaliwatan miceun karbon dioksida dumasar cai, juket laut bisa mantuan wewengkon gawé ngalawan acidification sagara jeung nyadiakeun habitat euyeub oksigén pikeun ékosistem samudra. Salian win lingkungan ieu, juket laut ogé miboga mangpaat adaptasi iklim nu bisa ngajaga garis pantai ngalawan erosi ku dampening énergi gelombang. 

Ancaman:

Panangkepan karbon juket laut béda ti prosés CDR ékonomi biru séjén, kalayan pabrik nyimpen CO₂ dina biomassa na, tinimbang mindahkeun kana sédimén. Hasilna, CO₂ miceun jeung neundeun potensi juket laut diwatesan ku pabrik. Domesticating juket laut liar ngaliwatan budidaya juket laut bisa ngurangan karagaman genetik tutuwuhan, ngaronjatkeun potensi panyakit jeung maot-outs badag. Sajaba ti éta, métode diusulkeun kiwari budidaya juket laut ngawengku tumuwuh tatangkalan di cai dina bahan jieunan, kawas tali, sarta di cai deet. Ieu tiasa nyegah cahaya sareng zat gizi tina habitat dina cai handapeun juket laut sareng nyababkeun ngarugikeun ka ékosistem éta kaasup entanglements. Juket laut sorangan ogé rentan ka degradasi kusabab masalah kualitas cai sareng predasi. Proyék ageung anu ditujukeun pikeun ngalelepkeun juket laut ka sagara ayeuna diperkirakeun tilelep tali atawa bahan jieunan ogé, berpotensi ngotoran cai nalika juket laut tilelep. Jenis proyék ieu ogé diantisipasi ngalaman konstrain biaya, ngawatesan skalabilitas. Panalungtikan salajengna diperyogikeun pikeun nangtoskeun cara anu pangsaéna pikeun ngokolakeun juket laut sareng nampi janji anu mangpaat bari ngaminimalkeun ancaman anu diantisipasi sareng akibat anu teu dihaja.

Gemblengna, pamulihan ékosistem sagara sareng basisir ngaliwatan bakau, jukut laut, ékosistem rawa uyah, sareng budidaya juket laut tujuanana pikeun ningkatkeun sareng mulangkeun kamampuan sistem alam Bumi pikeun ngolah sareng nyimpen karbon dioksida atmosfir. Leungitna biodiversitas tina parobahan iklim ditambah ku leungitna biodiversiti tina kagiatan manusa, sapertos déforestasi, ngirangan daya tahan Bumi kana perubahan iklim. 

Dina 2018, Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) ngalaporkeun yén dua per tilu ékosistem sagara ruksak, didegradasi, atawa dirobah. Jumlah ieu bakal nambahan kalayan naékna permukaan laut, acidification sagara, pertambangan dasar laut jero, sarta dampak perubahan iklim antropogenik. Métode panyabutan karbon dioksida alami bakal nguntungkeun tina ningkatkeun karagaman hayati sareng mulangkeun ékosistem. Budidaya juket laut mangrupikeun daérah kajian anu bakal nguntungkeun tina panalungtikan anu dituju. Restorasi sareng panangtayungan ékosistem sagara gaduh poténsi saharita pikeun ngirangan épék perubahan iklim ku cara ngirangan émisi dipasangkeun sareng kauntungan.

---

Ningkatkeun prosés sagara alam pikeun mitigasi perubahan iklim

Salian prosés alam, panalungtik keur nalungtik métode ningkatkeun panyabutan karbon dioksida alam, encouraging uptake karbon dioksida sagara. Tilu proyék geoengineering iklim sagara digolongkeun kana kategori ieu ngaronjatkeun prosés alam: ningkatna alkalinitas sagara, fértilisasi gizi, sarta upwelling jieunan sarta downwelling. 

Ocean Alkalinity Enhancement (OAE) mangrupikeun metode CDR anu tujuanana pikeun ngaleungitkeun karbon dioksida sagara ku cara ngagancangkeun réaksi pelapukan alami mineral. Réaksi pelapukan ieu ngagunakeun karbon dioksida sareng nyiptakeun bahan padet. Téhnik OAE ayeuna néwak karbon dioksida ku batu basa, nyaéta kapur atawa olivin, atawa ngaliwatan prosés éléktrokimia.

Janji:

Dumasarkeun kana prosés pelapukan batuan alam, OAE nyaeta scalable sarta nawarkeun metoda permanén tina ngaleupaskeun karbon dioksida. Réaksi antara gas sareng mineral nyiptakeun deposit anu diantisipasi ningkatkeun kapasitas panyangga sagara, dina gilirannana nurunna acidification sagara. Paningkatan deposit mineral di sagara ogé tiasa ningkatkeun produktivitas sagara.

Ancaman:

Kasuksésan réaksi pelapukan gumantung kana kasadiaan sareng distribusi mineral. Sebaran henteu rata mineral jeung sensitipitas régional ka panurunan karbon dioksida bisa négatip mangaruhan lingkungan laut. Salaku tambahan, kuantitas mineral anu dipikabutuh pikeun OAE paling dipikaresep sumberna tina tambang terestrial, sarta bakal merlukeun transportasi ka wewengkon basisir pikeun pamakéan. Ningkatkeun alkalinitas sagara bakal ngarobih pH sagara, ogé mangaruhan prosés biologis. Samudra alkalinity enhancement boga teu katempo saloba percobaan widang atawa salaku loba panalungtikan salaku weathering dumasar darat, sarta dampak tina metoda ieu leuwih dipikawanoh pikeun weathering darat. 

Fertilisasi Gizi ngusulkeun nambahkeun beusi jeung zat gizi lianna kana sagara pikeun ajak tumuwuhna fitoplankton. Ngamangpaatkeun prosés alam, fitoplankton gampang nyerep karbon dioksida atmosfir sarta tilelep ka dasar sagara. Taun 2008, nagara-nagara di Konvénsi PBB ngeunaan Keanekaragaman Hayati sapuk pikeun moratorium precautionary dina prakna pikeun ngidinan pikeun masarakat ilmiah pikeun hadé ngartos pro jeung kontra proyék misalna.

Janji:

Salian miceun karbon dioksida atmosfir, fértilisasi gizi bisa samentara ngurangan acidification sagara jeung nambahan stok lauk. Fitoplankton mangrupikeun sumber kadaharan pikeun seueur lauk, sareng kasadiaan pangan anu ningkat tiasa ningkatkeun jumlah lauk di daérah dimana proyék dilaksanakeun. 

Ancaman:

Studi tetep kawates dina fértilisasi gizi jeung ngakuan loba kanyahoan ngeunaan épék jangka panjang, co-manfaat, sareng permanén metode CDR ieu. Proyék fértilisasi gizi bisa merlukeun jumlah badag bahan dina bentuk beusi, fosfor, jeung nitrogén. Sourcing bahan ieu bisa merlukeun pertambangan tambahan, produksi, jeung transportasi. Ieu tiasa negate dampak CDR positip sareng ngarugikeun ékosistem sanés di pangeusina kusabab ékstraksi pertambangan. Salaku tambahan, pertumbuhan fitoplankton tiasa nyababkeun mekar alga ngabahayakeun, ngurangan oksigén di sagara, sarta ngaronjatkeun produksi métana, GHG anu nyerap 10 kali jumlah panas dibandingkeun karbon dioksida.

Percampuran alami sagara ngaliwatan upwelling jeung downwelling mawa cai ti beungeut cai ka sédimén, ngadistribusikaeun suhu jeung zat gizi ka wewengkon béda sagara. Upwelling jieunan sarta Downwelling Tujuanana pikeun ngagunakeun mékanisme fisik pikeun nyepetkeun sareng ngadorong campuran ieu, ningkatkeun percampuran cai sagara pikeun mawa cai permukaan anu beunghar karbon dioksida ka sagara jero, sareng tiis, cai beunghar gizi ka beungeut cai. Ieu diantisipasi pikeun ngadorong pertumbuhan fitoplankton sareng fotosintésis pikeun ngaleungitkeun karbon dioksida tina atmosfir. Mékanisme anu diusulkeun ayeuna kalebet ngagunakeun pipa vertikal sarta pompa pikeun narik cai ti dasar sagara ka luhur.

Janji:

Upwelling jieunan sarta downwelling diusulkeun salaku enhancement tina sistem alam. Gerakan cai anu direncanakeun ieu tiasa ngabantosan ngahindarkeun efek samping tina paningkatan pertumbuhan fitoplankton sapertos zona oksigén rendah sareng kaleuwihan gizi ku cara ningkatkeun pergaulan sagara. Di daérah anu langkung haneut, metode ieu tiasa ngabantosan suhu permukaan sareng tiis pemutihan karang slow. 

Ancaman:

Métode campuran jieunan ieu parantos ningali ékspérimén terbatas sareng uji lapangan fokus kana skala leutik sareng kanggo waktos anu terbatas. Panalungtikan awal nunjukkeun yén dina sakabéhna, upwelling jieunan sarta downwelling boga poténsi CDR low na nyadiakeun sequestration samentara tina karbon dioksida. Panyimpenan samentawis ieu mangrupikeun hasil tina siklus upwelling sareng downwelling. Karbon dioksida nu mana wae nu ngalir ka dasar sagara ngaliwatan downwelling kamungkinan upwell dina sababaraha titik séjén dina waktu. Sajaba ti éta, métode ieu ogé nilik potensi resiko terminasi. Lamun pompa jieunan gagal, dieureunkeun, atawa kakurangan waragad, ngaronjat gizi jeung karbon dioksida dina beungeut cai bisa ngaronjatkeun konsentrasi métana jeung nitrous oksida ogé acidification sagara. Mékanisme anu diusulkeun ayeuna pikeun nyampur sagara jieunan butuh sistem pipa, pompa, sareng suplai énergi éksternal. The installment tina pipa ieu kamungkinan merlukeun kapal, sumber énergi efisien, sarta perawatan. 

---

Samudra CDR ngaliwatan Métode Mékanis jeung Kimia

Mékanis jeung kimia sagara CDR intervenes jeung prosés alam, dimaksudkeun pikeun ngagunakeun téhnologi pikeun ngarobah sistem alam. Ayeuna, ékstraksi karbon cai laut ngadominasi paguneman CDR sagara mékanis jeung kimiawi, tapi métode séjénna kawas upwelling jieunan sarta downwelling, dibahas di luhur, bisa digolongkeun kana kategori ieu ogé.

Ekstraksi Karbon Seawater, atanapi CDR Éléktrokimia, tujuanana pikeun ngaleungitkeun karbon dioksida dina cai laut sareng nyimpenna di tempat sanés, beroperasi dina prinsip anu sami pikeun ngarahkeun néwak sareng neundeun karbon dioksida hawa. Métode anu diusulkeun kalebet ngagunakeun prosés éléktrokimia pikeun ngumpulkeun bentuk gas karbon dioksida tina cai laut, sareng nyimpen éta gas dina bentuk padet atanapi cair dina formasi géologis atanapi dina sédimén sagara.

Janji:

Métode ieu ngaleungitkeun karbon dioksida tina cai sagara diperkirakeun ngamungkinkeun sagara nyandak langkung seueur karbon dioksida atmosfir ngaliwatan prosés alam. Studi ngeunaan CDR éléktrokimia parantos nunjukkeun yén kalayan sumber énergi anu tiasa dianyari, metode ieu tiasa hémat énergi. Nyoplokkeun karbon dioksida tina cai sagara salajengna diperkirakeun ngabalikeun atawa ngareureuhkeun acidification sagara. 

Ancaman:

Studi awal ngeunaan ékstraksi karbon cai laut utamina nguji konsép dina ékspérimén dumasar-lab. Hasilna, aplikasi komérsial tina metoda ieu tetep kacida teoritis, sarta berpotensi intensif tanaga. Panalungtikan ogé geus utamana fokus kana kamampuhan kimia karbon dioksida bisa dikaluarkeun tina seawater, jeung saeutik panalungtikan ngeunaan resiko lingkungan. Masalah ayeuna kalebet kateupastian ngeunaan parobahan kasaimbangan ékosistem lokal sareng dampak prosés ieu dina kahirupan laut.

---

Naha aya jalan maju pikeun CDR sagara?

Seueur proyék CDR sagara alam, sapertos restorasi sareng perlindungan ékosistem basisir, dirojong ku kauntungan anu ditaliti sareng dipikanyaho pikeun lingkungan sareng komunitas lokal. Panaliti tambahan pikeun ngartos jumlah sareng panjang waktos karbon tiasa disimpen ngaliwatan proyék-proyék ieu masih diperyogikeun, tapi kauntungan anu jelas. Saluareun CDR sagara alam, kumaha oge, CDR sagara alam sareng mékanis sareng kimia anu ditingkatkeun gaduh kalemahan anu tiasa diidentipikasi anu kedah dipertimbangkeun sacara saksama sateuacan ngalaksanakeun proyék naon waé dina skala ageung. 

Urang sadayana pamangku kapentingan pangeusina sareng bakal kapangaruhan ku proyék geoengineering iklim ogé parobahan iklim. Pembuat kaputusan, pembuat kabijakan, investor, pamilih, sareng sadaya pamangku kapentingan mangrupikeun konci pikeun nangtoskeun naha résiko hiji metode geoengineering iklim langkung ageung tibatan résiko metode anu sanés atanapi bahkan résiko perubahan iklim. Métode CDR Samudra bisa mantuan ngurangan karbon dioksida atmosfir, tapi ngan kudu dianggap salian ngurangan langsung tina émisi karbon dioksida.