Ба доми кабуди калон афтодаанд: Хориҷ кардани гази карбон дар уқёнус

Барҳам додани иқлим геоинженерӣ: Қисми 2

Қисми 1: Номаълумҳои беохир
Қисми 3: Тағйир додани радиатсияи офтобӣ
Қисми 4: Бо назардошти ахлоқ, адолат ва адолат

Бартараф кардани гази карбон (CDR) як шакли геомуҳандисии иқлимӣ мебошад, ки мекӯшад гази карбонро аз атмосфера хориҷ кунад. CDR таъсири партовҳои газҳои гулхонаӣ тавассути коҳиш ва хориҷ кардани гази карбонати атмосфера тавассути нигоҳдории дарозмуддат ва кӯтоҳмуддатро ҳадаф қарор медиҳад. CDR-ро вобаста ба мавод ва системаҳое, ки барои гирифтан ва нигоҳ доштани газ истифода мешаванд, метавон дар рӯи замин ё уқёнус ҳисоб кард. Таваҷҷӯҳ ба CDR дар замин дар ин сӯҳбатҳо бартарият дошт, аммо таваҷҷӯҳ ба истифодаи CDR дар уқёнус бо таваҷҷӯҳ ба лоиҳаҳои мукаммали табиӣ, механикӣ ва кимиёвӣ меафзояд.

---

Системаҳои табиӣ аллакай дуоксиди карбонро аз атмосфера хориҷ мекунанд

Уқёнус ғарқкунандаи табиии карбон аст, гирифтани 25% гази карбонати атмосфера ва 90% гармии зиёдатии замин тавассути равандҳои табиӣ, ба монанди фотосинтез ва азхудкунӣ. Ин системаҳо ба нигоҳ доштани ҳарорати ҷаҳонӣ кӯмак карданд, аммо аз сабаби афзоиши гази карбон дар атмосфера ва дигар газҳои гулхонаӣ аз партовҳои сӯзишвории истихроҷшаванда пурбор мешаванд. Ин афзоиши афзоянда ба химияи уқёнус таъсир расонида, боиси кислоташавии уқёнусҳо, гум шудани гуногунии биологӣ ва шаклҳои нави экосистема мегардад. Барқарорсозии гуногунии биологӣ ва экосистема бо коҳиши сӯзишвории истихроҷшуда сайёраро бар зидди тағирёбии иқлим мустаҳкам мекунад.

Хориҷ кардани гази карбон тавассути афзоиши растаниҳо ва дарахтони нав метавонад ҳам дар замин ва ҳам дар экосистемаҳои уқёнус рух диҳад. Ҷангалпарварӣ ин аст ба вучуд овардани чангалхои нав ё экосистемаҳои уқёнусҳо, ба монанди мангрҳо, дар минтақаҳое, ки таърихан чунин растаниҳоро дар бар намегирифтаанд, дар ҳоле ки барқарорсозии ҷангал кӯшиш мекунад, ки дарахтон ва дигар растанихоро аз нав интродукция кунанд дар ҷойҳое, ки ба истифодаи дигар табдил дода шудаанд, ба монанди заминҳои кишоварзӣ, истихроҷи маъдан ё коркард ё пас аз талафот аз ифлосшавӣ.

Партовҳои баҳрӣ, пластикӣ ва ифлосшавии об ба талафи бештари алафи баҳр ва мангров бевосита мусоидат кардаанд. Дар Санади оби тоза дар Иёлоти Муттаҳида ва дигар кӯшишҳо барои кам кардани чунин ифлосшавӣ ва имкон додани барқарорсозии ҷангал кор карданд. Ин истилоҳҳо одатан барои тавсифи ҷангалҳои заминӣ истифода мешаванд, аммо инчунин метавонанд экосистемаҳои уқёнусӣ, ба монанди мангрҳо, баҳрҳо, ботлоқҳо ё алафҳои баҳриро дар бар гиранд.

Ваъда:

Дарахтон, мангрҳо, алафҳои баҳрӣ ва растаниҳои шабеҳ мебошанд ғарқшавии карбон, истифода ва ҷудо кардани гази карбон ба таври табиӣ тавассути фотосинтез. Океан CDR аксар вақт "карбонҳои кабуд" ё оксиди карбонро, ки дар уқёнус ҷудо карда шудаанд, таъкид мекунад. Яке аз самараноктарин экосистемаҳои карбонҳои кабуд мангрҳо мебошанд, ки карбонро дар пӯст, системаи реша ва хоки худ ҷамъ мекунанд ва захира мекунанд. то 10 маротиба карбон бештар аз ҷангалҳои рӯи замин. Мангровҳо зиёданд манфиатҳои муштараки экологӣ ба ҷамоатҳои маҳаллӣ ва экосистемаҳои соҳилӣ, пешгирии таназзул ва эрозияи дарозмуддат, инчунин мӯътадил кардани таъсири тӯфонҳо ва мавҷҳо дар соҳил. Ҷангалҳои мангров инчунин дар системаи реша ва шохаҳои растанӣ барои ҳайвоноти гуногуни рӯизаминӣ, обӣ ва паррандаҳо муҳити зист фароҳам меоранд. Чунин лоиҳаҳоро низ метавон истифода бурд бевосита баръакс оқибатҳои нест кардани ҷангал ё тӯфонҳо, барқарор кардани соҳилҳо ва заминҳое, ки сарпӯши дарахт ва растаниҳоро гум кардаанд.

Таҳдид:

Хавфҳое, ки бо ин лоиҳаҳо ҳамроҳ мешаванд, аз нигоҳдории муваққатии гази ангидриди карбон, ки табиатан ҷудошуда мебошанд, бармеоянд. Вақте ки истифодаи заминҳои соҳилӣ тағир меёбад ва экосистемаҳои уқёнусҳо барои рушд, саёҳат, саноат ё таҳкими тӯфонҳо халалдор мешаванд, карбонҳои дар хок нигоҳ дошташуда ба оби уқёнус ва атмосфера партофта мешаванд. Ин лоиҳаҳо низ моил мебошанд гуногунии биологӣ ва гум шудани гуногунии генетикӣ ба манфиати навъҳои зуд афзоишёбанда, афзоиши хатари беморӣ ва марги калон. Лоиҳаҳои барқарорсозӣ энергияталаб шуда метавонад ва барои интиқол сӯзишвории истихроҷшаванда ва мошинҳо барои нигоҳдорӣ талаб мекунанд. Барқарор кардани экосистемаҳои соҳилӣ тавассути ин ҳалли табиат бидуни баррасии мувофиқ барои ҷамоатҳои маҳаллӣ метавонад боиси забти замин гардад ва ҷамоатҳои камбизоат, ки дар тағирёбии иқлим саҳми камтар доранд. Муносибатҳои қавии ҷомеа ва ҳамкории ҷонибҳои манфиатдор бо мардуми бумӣ ва ҷамоатҳои маҳаллӣ калиди таъмини баробарӣ ва адолат дар кӯшишҳои табиии уқёнуси CDR мебошанд.

Ҳадафи парвариши алафҳои баҳрӣ кишти ламинария ва макроалгаҳо барои филтр кардани гази карбон аз об ва онро дар биомасса тавассути фотосинтез нигоҳ доред. Пас аз он ин алафи аз карбон бойро парвариш кардан ва дар маҳсулот ё ғизо истифода бурдан ё ба қаъри уқёнус ғарқ кардан ва ҷудо кардан мумкин аст.

Ваъда:

Балсҳои баҳрӣ ва ба ин монанд растаниҳои бузурги уқёнусӣ зуд афзоиш меёбанд ва дар минтақаҳои саросари ҷаҳон мавҷуданд. Дар муқоиса бо кӯшишҳои ҷангалсозӣ ё барқарорсозии ҷангалҳо, зисти уқёнусии алафҳои баҳрӣ онро ба сӯхтор, ҳамла ва дигар таҳдидҳо ба ҷангалҳои заминӣ ҳассос намегардонад. Секвестрҳои алафҳои баҳрӣ миқдори зиёди гази карбон ва пас аз афзоиш истифодаи гуногун дорад. Тавассути аз байн бурдани гази карбон дар асоси об, алафҳои баҳрӣ метавонанд ба минтақаҳо дар мубориза бар зидди кислоташавии уқёнусҳо ва зисту зиндагонии бойи оксигенро таъмин мекунанд барои экосистемаҳои уқёнусӣ. Илова бар ин пирӯзиҳои экологӣ, алафҳои баҳрӣ инчунин манфиатҳои мутобиқшавии иқлимро доранд, ки метавонанд сохилхоро аз эрозия мухофизат мекунанд бо кам кардани энергияи мавҷҳо. 

Таҳдид:

Гирифтани карбон алафҳои баҳрӣ аз дигар равандҳои иқтисоди кабуди CDR бо нерӯгоҳи нигоҳдории CO фарқ мекунад₂ дар биомассаи он, на ба таҳшин интиқол додани он. Дар натича КО₂ нест кардан ва нигоҳ доштани алафҳои баҳрӣ аз ҷониби завод маҳдуд аст. Ба воситаи парвариши алафҳои баҳрӣ хонагӣ кардан мумкин аст кам кардани гуногунии генетикии растаниҳо, зиёд кардани потенсиали беморӣ ва марги калон. Илова бар ин, усулҳои пешниҳодшудаи парвариши алафҳои баҳрӣ парвариши растаниҳоро дар об дар маводи сунъӣ, ба монанди ресмон ва дар обҳои наонқадар дар бар мегиранд. Ин метавонад рӯшноӣ ва маводи ғизоиро аз муҳити зист дар об дар зери алафҳои баҳрӣ пешгирӣ кунад ва ба ин экосистемаҳо зарар расонад аз чумла печидахо. Худи алафҳои баҳрӣ низ аз сабаби мушкилоти сифати об ва дарранда ба таназзул осебпазир аст. Лоиҳаҳои бузурге, ки ҳадафи он ғарқ кардани алафҳои баҳрӣ ба уқёнус мебошанд, ҳоло интизоранд ресмон ё маводи сунъиро ғарқ кунед инчунин, ҳангоми ғарқ шудани алафҳои баҳрӣ обро эҳтимолан ифлос мекунад. Ин намуди лоиҳа инчунин интизор меравад, ки маҳдудиятҳои хароҷот, маҳдудкунии миқёспазириро эҳсос кунад. Таҳқиқоти минбаъда лозим аст барои муайян кардани роҳи беҳтарини парвариши алафҳои баҳрӣ ва ба даст овардани ваъдаҳои судманд ҳангоми кам кардани таҳдидҳои пешбинишуда ва оқибатҳои ғайричашмдошт.

Дар маҷмӯъ, барқарорсозии экосистемаҳои уқёнусҳо ва соҳилҳо тавассути мангровҳо, баҳрҳо, экосистемаҳои намнокӣ ва парвариши алафҳои баҳрӣ барои афзоиш ва барқарор кардани қобилияти системаҳои табиии Замин барои коркард ва нигоҳдории дуоксиди карбон дар атмосфера нигаронида шудааст. Аз даст додани гуногунии биологӣ аз тағирёбии иқлим бо талафоти гуногунии биологӣ аз фаъолияти инсон, ба монанди буридани ҷангал, коҳиши устувории Замин ба тағирёбии иқлим, мураккаб мешавад. 

Дар соли 2018 Платформаи байниҳукуматии илму сиёсат оид ба гуногунии биологӣ ва хадамоти экосистема (IPBES) гузориш дод, ки аз се ду хиссаи экосистемахои укьёнусхо вайрон, таназзул ё тагйир дода шудаанд. Ин рақам бо баланд шудани сатҳи баҳр, кислота шудани уқёнусҳо, истихроҷи қаъри баҳр ва таъсири антропогении тағирёбии иқлим афзоиш хоҳад ёфт. Усулҳои табиии рафъи гази карбон аз афзоиши гуногунии биологӣ ва барқарор кардани экосистема манфиат хоҳанд овард. Парвариши алафҳои баҳрӣ як соҳаи афзояндаи омӯзиш аст, ки аз тадқиқоти мақсаднок баҳра хоҳад бурд. Барқарорсозии оқилона ва ҳифзи экосистемаҳои уқёнус дорои потенсиали фаврии коҳиш додани оқибатҳои тағирёбии иқлим тавассути коҳиш додани партовҳо бо манфиатҳои муштарак мебошад.

---

Такмили равандҳои табиии уқёнус барои коҳиш додани тағирёбии иқлим

Илова ба равандҳои табиӣ, муҳаққиқон усулҳои баланд бардоштани рафъи гази карбонати табииро, ҳавасманд кардани ҷабби гази карбон дар уқёнусро таҳқиқ мекунанд. Се лоиҳаи геомуҳандисии иқлими уқёнус ба ин категорияи такмил додани равандҳои табиӣ дохил мешаванд: баланд бардоштани сілтӣ дар уқёнус, бордоркунии маводи ғизоӣ ва болоравии сунъӣ ва поёнобӣ. 

Баланд бардоштани ишқори уқёнусҳо (OAE) як усули CDR мебошад, ки ҳадафи он хориҷ кардани гази карбон дар уқёнус тавассути суръат бахшидан ба реаксияҳои табиии обу ҳавои маъданҳо мебошад. Ин реаксияҳои обу ҳаво дуоксиди карбонро истифода мебаранд ва маводи сахтро ба вуҷуд меоранд. Усулҳои ҳозираи OAE гази оксиди карбонро бо чинсхои сілтй, яъне охак ё оливин, ё ба воситаи процесси электрохимиявй гирифта.

Ваъда:

Бар асоси равандҳои табиии обшавии сангҳо, ОАЭ аст миқёспазир аст ва усули доимиро пешниҳод мекунад бартараф кардани гази карбон. Реаксияи байни газ ва маъдан конҳоеро ба вуҷуд меорад, ки интизоранд иктидори буферии укьёнусро зиёд кунанд, дар навбати худ паст шудани туршшавии укьёнус. Афзоиши конҳои маъданӣ дар уқёнус инчунин метавонад ҳосилнокии уқёнусҳоро зиёд кунад.

Таҳдид:

Муваффақияти реаксияи обу ҳаво аз мавҷудият ва тақсимоти минералҳо вобаста аст. Нобаробар таксим шудани маъданхо ва ҳассосияти минтақавӣ ба кам шудани гази карбон метавонад ба мухити укьёнус таъсири манфй расонад. Илова бар ин, миқдори маъданҳое, ки барои OAE лозиманд, эҳтимол дорад аз конхои заминй гирифта мешавад, ва барои истифода интиқол ба минтақаҳои соҳилиро талаб мекунад. Баланд бардоштани ишқории уқёнус инчунин рН-и уқёнусро тағир медиҳад ба равандҳои биологӣ таъсир мерасонад. Баланд бардоштани ишқори уқёнус дорад ин қадар таҷрибаҳои саҳроӣ ё тадқиқоти зиёд дида намешавад ҳамчун обу ҳаво дар замин ва таъсири ин усул барои обу ҳаво дар замин беҳтар маълум аст. 

Бордоркунии маводи ғизоӣ пешниҳод мекунад, ки ба уқёнус илова кардани оҳан ва дигар маводи ғизоӣ барои ҳавасманд кардани афзоиши фитопланктон. Фитопланктон аз раванди табии истифода бурда, гази карбонати атмосфераро ба осонӣ гирифта, ба қаъри уқёнус ғарқ мешавад. Дар соли 2008, кишварҳо дар Конвенсияи СММ оид ба гуногунии биологӣ ба моратории пешгирй розй шуд дар бораи амалия, ки ба ҷомеаи илмӣ имкон медиҳад, ки мусбат ва манфии ин гуна лоиҳаҳоро беҳтар дарк кунанд.

Ваъда:

Илова ба бартараф кардани гази карбонати атмосфера, бордоркунии маводи ғизоӣ метавонад муваккатан кам кардани туршшавии укьёнусхо ва захираи мохй зиёд карда шавад. Фитопланктон манбаи ғизо барои бисёре аз моҳӣ мебошад ва афзоиши дастрасии ғизо метавонад миқдори моҳӣ дар минтақаҳоеро, ки лоиҳаҳо иҷро мешаванд, зиёд кунанд. 

Таҳдид:

Тадқиқотҳо дар бораи бордоркунии маводи ғизоӣ маҳдуд боқӣ мемонанд ва бисёр ношиносҳоро эътироф мекунанд дар бораи таъсири дарозмуддат, манфиатҳои муштарак ва доимии ин усули CDR. Лоиҳаҳои бордоркунии маводи ғизоӣ метавонанд миқдори зиёди маводро дар шакли оҳан, фосфор ва нитроген талаб кунанд. Манбаи ин мавод метавонад истихроҷи иловагӣ, истеҳсол ва нақлиётро талаб кунад. Ин метавонад таъсири CDR-и мусбатро рад кунад ва ба дигар экосистемаҳои сайёра аз сабаби истихроҷи маъдан зарар расонад. Илова бар ин, афзоиши фитопланктон метавонад боиси он гардад алгалҳои зараровар мешукуфанд, оксигенро дар уқёнус кам мекунанд ва истеҳсоли метанро зиёд мекунанд., як ГГ, ки нисбат ба гази карбон 10 маротиба зиёдтар гармиро нигоҳ медорад.

Омезиши табиии уқёнус тавассути болооб ва поёноб обро аз рӯи таҳшин оварда, ҳарорат ва маводи ғизоиро ба минтақаҳои гуногуни уқёнус тақсим мекунад. Баландшавии сунъӣ ва поёнобӣ мақсад дорад, ки механизми физикиро барои суръат ва ҳавасмандгардонии ин омехта истифода барад, омехтаи оби уқёнусро зиёд кунад, то обҳои рӯизаминии аз гази карбон бой ба чуқурии уқёнус оварда шавад ва хунук, оби сергизо ба руи замин. Ин пешбинӣ шудааст, ки афзоиши фитопланктон ва фотосинтезро барои хориҷ кардани гази карбон аз атмосфера ҳавасманд кунад. Механизмҳои пешниҳодшудаи ҷорӣ дар бар мегиранд кубурхои вертикалй ва насосхоро истифода мебаранд ки обро аз каъри укьёнус ба боло кашанд.

Ваъда:

Болоравии сунъӣ ва поёнобӣ ҳамчун такмили системаи табиӣ пешниҳод карда мешавад. Ин ҳаракати банақшагирифташудаи об метавонад аз таъсири манфии афзоиши фитопланктонҳо, ба монанди минтақаҳои ками оксиген ва маводи ғизоии зиёдатӣ тавассути афзоиши омехтаи уқёнусҳо пешгирӣ кунад. Дар минтақаҳои гармтар, ин усул метавонад ба сардшавии ҳарорати рӯи замин ва суст сафедшавии марҷон. 

Таҳдид:

Ин усули омехтаи сунъӣ таҷрибаҳои маҳдуд ва озмоишҳои саҳроиро дидааст, ки ба миқёси хурд ва барои давраҳои маҳдуд нигаронида шудаанд. Тадқиқоти пешакӣ нишон медиҳад, ки дар маҷмӯъ болоравии сунъӣ ва поёнобӣ потенсиали пасти CDR доранд ва секвестри муваккатиро таъмин кунанд аз гази карбон. Ин нигаҳдории муваққатӣ натиҷаи давраи болоравӣ ва поёнобӣ мебошад. Ҳар як гази карбон, ки тавассути поёноб ба қаъри уқёнус ҳаракат мекунад, эҳтимол дорад, ки дар вақти дигар боло равад. Илова бар ин, ин усул инчунин эҳтимолияти хатари қатъро мебинад. Агар насоси сунъӣ кор накунад, қатъ карда шавад ё маблағгузорӣ накунад, афзоиши моддаҳои ғизоӣ ва гази карбон дар рӯи замин метавонад консентратсияи метан ва оксиди нитроз ва инчунин кислоташавии уқёнусҳоро зиёд кунад. Механизми пешниҳодшуда барои омехта кардани уқёнуси сунъӣ системаи қубур, насосҳо ва таъминоти берунии энергияро талаб мекунад. Монтажи ин қубурҳо эҳтимолан талаб карда мешавад киштиҳо, манбаи самараноки энергия ва нигоҳдорӣ. 

---

Океан CDR тавассути усулҳои механикӣ ва химиявӣ

Уқёнуси механикӣ ва кимиёвӣ CDR ба равандҳои табиӣ дахолат мекунад, ки ҳадафи он истифодаи технологияро барои тағир додани системаи табиӣ мебошад. Дар айни замон, истихроҷи карбон дар оби баҳр дар гуфтугӯи механикӣ ва кимиёвии уқёнус бартарӣ дорад, аммо усулҳои дигар ба монанди болоравии сунъӣ ва поёноб, ки дар боло баррасӣ шуданд, метавонанд ба ин категория дохил шаванд.

Истихроҷи карбон оби баҳрӣ ё CDR электрохимиявӣ ҳадафи хориҷ кардани оксиди карбон дар оби уқёнус ва нигоҳ доштани он дар дигар принсипҳои шабеҳ барои интиқол ва нигоҳдории мустақими гази карбон дар ҳаво мебошад. Усулҳои пешниҳодшуда истифодаи равандҳои электрохимиявиро дар бар мегиранд, ки шакли гази оксиди карбон аз оби баҳр ҷамъоварӣ карда, ин газро дар шакли сахт ё моеъ дар ташаккули геологӣ ё дар таҳшинҳои уқёнус нигоҳ доранд.

Ваъда:

Интизор меравад, ки ин усули хориҷ кардани гази карбон аз оби уқёнус имкон медиҳад, ки уқёнус тавассути равандҳои табиӣ гази карбонати атмосфериро бештар бигирад. Тадқиқотҳо оид ба CDR электрохимиявӣ нишон доданд, ки бо манбаи барқароршавандаи энергия ин усул энергия самаранок буда метавонад. Интизор меравад, ки минбаъд хориҷ кардани гази карбон аз оби уқёнус оксидшавии укёнусро баръакс ё таваққуф кардан. 

Таҳдид:

Тадқиқотҳои ибтидоӣ оид ба истихроҷи карбон аз оби баҳр пеш аз ҳама консепсияро дар озмоишҳои лабораторӣ санҷидаанд. Дар натиҷа, татбиқи тиҷоратии ин усул хеле назариявӣ ва эҳтимолӣ боқӣ мемонад энергияталаб. Тадқиқот инчунин пеш аз ҳама ба қобилияти кимиёвии гази карбон барои хориҷ кардани оби баҳр нигаронида шудааст. тадқиқоти кам оид ба хатарҳои экологӣ. Нигарониҳои кунунӣ номуайяниро дар бораи тағирёбии мувозинати экосистемаи маҳаллӣ ва таъсири ин раванд ба ҳаёти баҳрӣ дар бар мегирад.

---

Оё барои CDR уқёнус роҳи пеш вуҷуд дорад?

Бисёре аз лоиҳаҳои CDR-и табиии уқёнусҳо, ба монанди барқарорсозӣ ва ҳифзи экосистемаҳои соҳилӣ, аз ҷониби манфиатҳои мусбати таҳқиқшуда ва маълум ба муҳити зист ва ҷомеаҳои маҳаллӣ дастгирӣ карда мешаванд. Тадқиқоти иловагӣ барои фаҳмидани миқдор ва дарозии вақти нигоҳдории карбон тавассути ин лоиҳаҳо ҳанӯз лозим аст, аммо манфиатҳои муштарак равшананд. Ғайр аз CDR-и уқёнуси табиӣ, CDR-и мукаммали уқёнуси табиӣ, механикӣ ва кимиёвӣ камбудиҳои муайяншаванда доранд, ки бояд пеш аз татбиқи ҳама гуна лоиҳа дар миқёси калон бодиққат баррасӣ карда шаванд. 

Мо ҳама ҷонибҳои манфиатдор дар сайёра ҳастем ва аз лоиҳаҳои геомуҳандисии иқлим ва инчунин тағирёбии иқлим таъсир хоҳанд дошт. Қарор қабулкунандагон, сиёсатмадорон, сармоягузорон, интихобкунандагон ва ҳама ҷонибҳои манфиатдор дар муайян кардани он ки оё хатари як усули геомуҳандисии иқлим аз хатари усули дигар ё ҳатто хатари тағирёбии иқлим бартарӣ дорад, калидӣ мебошанд. Усулҳои CDR-и уқёнус метавонанд ба кам кардани гази карбонати атмосфера мусоидат кунанд, аммо бояд танҳо ба ғайр аз коҳиши мустақими партовҳои гази карбон ба назар гирифта шаванд.