Katta ko'kda tuzoqqa tushgan: Okean karbonat angidridni olib tashlash

Iqlim geoinjeneriyasini buzish: 2-qism

1-qism: cheksiz noma'lumlar
3-qism: Quyosh radiatsiyasining modifikatsiyasi
4-qism: Etika, tenglik va adolatni hisobga olish

Karbonat angidridni olib tashlash (CDR) - atmosferadan karbonat angidridni olib tashlashga intiladigan iqlim geoinjeneriyasining bir shakli. CDR uzoq va qisqa muddatli saqlash orqali atmosferadagi karbonat angidridni kamaytirish va olib tashlash orqali issiqxona gazlari chiqindilarining ta'sirini maqsad qilib qo'yadi. Gazni ushlash va saqlash uchun ishlatiladigan material va tizimlarga qarab, CDR quruqlikka asoslangan yoki okeanga asoslangan deb hisoblanishi mumkin. Ushbu suhbatlarda quruqlikka asoslangan CDRga e'tibor ustunlik qildi, ammo tabiiy va mexanik va kimyoviy loyihalarga e'tibor qaratib, okean CDR dan foydalanishga qiziqish ortib bormoqda.

Tabiiy tizimlar allaqachon karbonat angidridni atmosferadan olib tashlaydi

Okean tabiiy uglerod cho'kmasi, 25% egallash atmosferadagi karbonat angidrid va 90% erning ortiqcha issiqligi fotosintez va yutilish kabi tabiiy jarayonlar orqali. Ushbu tizimlar global haroratni saqlab qolishga yordam berdi, ammo qazib olinadigan yoqilg'i chiqindilaridan atmosferadagi karbonat angidrid va boshqa issiqxona gazlarining ko'payishi tufayli haddan tashqari yuklanmoqda. Bu ortib borayotgan qabul qilish okean kimyosiga ta'sir qila boshladi, bu okeanning kislotalanishiga, biologik xilma-xillikning yo'qolishiga va yangi ekotizim naqshlariga olib keldi. Biologik xilma-xillik va ekotizimlarni qayta qurish qazib olinadigan yoqilg'ilarning kamayishi bilan birgalikda sayyoramizni iqlim o'zgarishiga qarshi mustahkamlaydi.

Yangi o'simliklar va daraxtlar o'sishi orqali karbonat angidridni olib tashlash quruqlikda ham, okean ekotizimlarida ham sodir bo'lishi mumkin. O'rmon ekish - bu yangi o'rmonlar yaratish yoki okean ekotizimlari, masalan, mangrovlar, tarixan bunday o'simliklar mavjud bo'lmagan hududlarda, o'rmonlarni qayta tiklash esa daraxtlar va boshqa o'simliklarni qayta tiklash qishloq xo'jaligi erlari, tog'-kon sanoati yoki ishlab chiqarish kabi boshqa foydalanishga aylantirilgan yoki ifloslanish tufayli yo'qolgan joylarda.

Dengiz qoldiqlari, plastmassa va suv ifloslanishi dengiz o'tlari va mangrovlarning ko'p yo'qolishiga bevosita hissa qo'shgan. The Toza suv to'g'risidagi qonun Qo'shma Shtatlarda va boshqa harakatlar bunday ifloslanishni kamaytirish va o'rmonlarni qayta tiklashga imkon berish uchun ishladi. Ushbu atamalar odatda quruqlikdagi o'rmonlarni tavsiflash uchun ishlatilgan, ammo mangrovlar, dengiz o'tlari, sho'r botqoqlar yoki dengiz o'tlari kabi okeanga asoslangan ekotizimlarni ham o'z ichiga olishi mumkin.

Va'da:

Daraxtlar, mangrovlar, dengiz o'tlari va shunga o'xshash o'simliklardir uglerod cho'kmalari, fotosintez orqali tabiiy ravishda karbonat angidriddan foydalanish va ajratish. Okean CDR ko'pincha "ko'k uglerod" yoki okeanda saqlanadigan karbonat angidridni ta'kidlaydi. Eng samarali ko'k uglerod ekotizimlaridan biri bu mangrovlar bo'lib, ular po'stlog'ida, ildiz tizimida va tuproqda uglerodni ajratib, saqlaydi. 10 marta quruqlikdagi o'rmonlarga qaraganda ko'proq uglerod. Mangrovlar juda ko'p ekologik manfaatlar mahalliy hamjamiyatlarga va qirg'oq ekotizimlariga uzoq muddatli degradatsiya va eroziyaning oldini olish, shuningdek, bo'ron va to'lqinlarning qirg'oqqa ta'sirini yumshatish. Mangrov oʻrmonlari oʻsimlikning ildiz tizimi va shoxlarida turli quruqlik, suv va parrandalar uchun yashash muhitini ham yaratadi. Bunday loyihalardan ham foydalanish mumkin to'g'ridan-to'g'ri teskari o'rmonlarni kesish yoki bo'ronlar oqibatlari, qirg'oq chiziqlari va daraxt va o'simlik qoplamini yo'qotgan erlarni tiklash.

Tahdid:

Ushbu loyihalar bilan bog'liq xavflar tabiiy ravishda ajratilgan karbonat angidridni vaqtincha saqlash bilan bog'liq. Sohil bo'yidagi erdan foydalanish o'zgarishi va okean ekotizimlari rivojlanish, sayohat, sanoat yoki bo'ronlarni kuchaytirish uchun buzilganligi sababli, tuproqlarda saqlanadigan uglerod okean suviga va atmosferaga chiqariladi. Bu loyihalar ham moyil biologik xilma-xillik va genetik xilma-xillikning yo'qolishi tez o'sib borayotgan turlar foydasiga, kasallik va katta nobud bo'lish xavfini oshiradi. Qayta tiklash loyihalari energiya talab qilishi mumkin va transport uchun qazilma yoqilg'ilarni va texnik xizmat ko'rsatish uchun mashinalarni talab qiladi. Sohil ekotizimlarini ushbu tabiatga asoslangan echimlar orqali mahalliy hamjamiyatlarni hisobga olmagan holda tiklash yer egallab olinishiga olib kelishi mumkin va iqlim o'zgarishiga eng kam hissa qo'shgan noqulay jamoalar. Mahalliy aholi va mahalliy hamjamiyatlar bilan kuchli jamoa munosabatlari va manfaatdor tomonlarning hamkorligi tabiiy okean CDR harakatlarida tenglik va adolatni ta'minlashning kalitidir.

Dengiz o'tlarini etishtirish suvdan karbonat angidridni filtrlash uchun laminariya va makroalglarni ekishga qaratilgan. fotosintez orqali biomassada saqlaydi. Bu uglerodga boy dengiz o'tlari keyinchalik yetishtirilishi va mahsulot yoki oziq-ovqatda ishlatilishi yoki okean tubiga cho'kib, sekvestrlanishi mumkin.

Va'da:

Dengiz o'tlari va shunga o'xshash yirik okean o'simliklari tez o'sib boradi va butun dunyo mintaqalarida mavjud. O'rmonlarni o'stirish yoki qayta tiklash harakatlari bilan solishtirganda, dengiz o'tlarining okeandagi yashash joyi uni yong'inga, tajovuzga yoki quruqlikdagi o'rmonlarga nisbatan boshqa tahdidlarga sezgir emas. Dengiz o'tlari sekvestrlari yuqori miqdorda karbonat angidrid va o'sishdan keyin turli xil foydalanishga ega. Suvga asoslangan karbonat angidridni olib tashlash orqali dengiz o'tlari mintaqalarga okeanlarning kislotaliligiga qarshi kurashishga yordam beradi va kislorodga boy yashash joylarini ta'minlash okean ekotizimlari uchun. Ushbu ekologik g'alabalarga qo'shimcha ravishda, dengiz o'tlari ham iqlimga moslashish uchun foydali xususiyatlarga ega qirg'oqlarni eroziyadan himoya qilish to'lqin energiyasini susaytirish orqali. 

Tahdid:

Dengiz o'tlari uglerodini ushlash boshqa ko'k iqtisodiyot CDR jarayonlaridan farq qiladi, o'simlik CO ni saqlaydi₂ cho'kindiga o'tkazishdan ko'ra, uning biomassasida. Natijada, CO₂ dengiz o'tlarini olib tashlash va saqlash salohiyati o'simlik tomonidan cheklangan. Dengiz o'tlarini etishtirish orqali yovvoyi dengiz o'tlarini uylantirish mumkin o'simlikning genetik xilma-xilligini kamaytirish, kasallik va katta o'lim ehtimolini oshirish. Bundan tashqari, dengiz o'tlarini etishtirishning hozirgi tavsiya etilgan usullari orasida o'simliklarni suvda sun'iy materialda, masalan, arqonda va sayoz suvlarda o'stirish kiradi. Bu dengiz o'tlari ostidagi suvdagi yashash joylaridan yorug'lik va ozuqa moddalarining oldini olishi va bu ekotizimlarga zarar etkazishi mumkin. shu jumladan chalkashliklar. Dengiz o'tlarining o'zi ham suv sifati muammolari va yirtqichlar tufayli tanazzulga moyil. Hozirgi vaqtda dengiz o'tlarini okeanga cho'ktirishga qaratilgan yirik loyihalar kutilmoqda arqonni yoki sun'iy materialni cho'ktirish shuningdek, suv o'tlari cho'kib ketganda suvni ifloslantirishi mumkin. Ushbu turdagi loyihalar, shuningdek, ko'lamlilikni cheklovchi xarajatlarni cheklashi kutilmoqda. Keyinchalik tadqiqotlar kerak dengiz o'tlarini etishtirishning eng yaxshi usulini aniqlash va kutilayotgan tahdidlar va kutilmagan oqibatlarni kamaytirish bilan birga foydali va'dalarni olish.

Umuman olganda, mangrovlar, dengiz o'tlari, sho'r botqoq ekotizimlari va dengiz o'tlarini etishtirish orqali okean va qirg'oq ekotizimlarini tiklash Yerning tabiiy tizimlarining atmosferadagi karbonat angidridni qayta ishlash va saqlash qobiliyatini oshirish va tiklashga qaratilgan. Iqlim o'zgarishi natijasida biologik xilma-xillikning yo'qolishi, o'rmonlarning kesilishi, Yerning iqlim o'zgarishiga chidamliligini pasayishi kabi inson faoliyati natijasida biologik xilma-xillikning yo'qolishi bilan birga keladi. 

2018 yilda biologik xilma-xillik va ekotizim xizmatlari bo'yicha hukumatlararo fan-siyosat platformasi (IPBES) ma'lum qildi. okean ekotizimlarining uchdan ikki qismi shikastlangan, buzilgan yoki o'zgartirilgan. Bu raqam dengiz sathining ko'tarilishi, okeanlarning kislotalanishi, chuqur dengiz tubida kon qazish va iqlim o'zgarishining antropogen ta'siri bilan ortadi. Tabiiy karbonat angidridni yo'qotish usullari biologik xilma-xillikni oshirish va ekotizimlarni tiklashdan foyda keltiradi. Dengiz o'tlarini etishtirish - bu maqsadli tadqiqotlardan foyda ko'radigan rivojlanayotgan tadqiqot sohasi. Okean ekotizimlarini o'ylab tiklash va himoya qilish, birgalikda foyda bilan bog'langan emissiyalarni kamaytirish orqali iqlim o'zgarishi oqibatlarini yumshatish uchun darhol salohiyatga ega.

Iqlim o'zgarishini yumshatish uchun tabiiy okean jarayonlarini yaxshilash

Tabiiy jarayonlarga qo'shimcha ravishda, tadqiqotchilar karbonat angidridni tabiiy ravishda olib tashlashni kuchaytirish, okeanning karbonat angidridni olishini rag'batlantirish usullarini o'rganmoqdalar. Okean iqlimi geoinjeneriyasining uchta loyihasi tabiiy jarayonlarni yaxshilashning ushbu toifasiga kiradi: okean gidroksidi darajasini oshirish, ozuqa moddalarini o'g'itlash va sun'iy ko'tarilish va tushirish. 

Okean ishqoriyligini oshirish (OAE) - minerallarning tabiiy ob-havo reaktsiyalarini tezlashtirish orqali okeandagi karbonat angidridni olib tashlashga qaratilgan CDR usuli. Bu nurash reaktsiyalari karbonat angidriddan foydalanadi va qattiq material hosil qiladi. Hozirgi OAE texnikasi karbonat angidridni ishqoriy jinslar, ya'ni ohak yoki olivin bilan yoki elektrokimyoviy jarayon orqali ushlash.

Va'da:

Shunga asosan tabiiy toshlarning parchalanish jarayonlari, OAE hisoblanadi kengaytiriladigan va doimiy usulni taklif qiladi karbonat angidridni olib tashlash. Gaz va mineral o'rtasidagi reaksiya kutilayotgan konlarni hosil qiladi okeanning buferlik qobiliyatini oshirish, o'z navbatida okeanlarning kislotalanishini kamaytiradi. Okeandagi foydali qazilmalar konlarining ko'payishi okean mahsuldorligini oshirishi mumkin.

Tahdid:

Ob-havo reaktsiyasining muvaffaqiyati minerallarning mavjudligi va tarqalishiga bog'liq. Minerallarning notekis taqsimlanishi va mintaqaviy sezgirlik karbonat angidridning kamayishi okean muhitiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bundan tashqari, OAE uchun zarur bo'lgan minerallar miqdori eng ko'p bo'lishi mumkin yerdagi konlardan olinadi, va foydalanish uchun qirg'oqbo'yi hududlariga tashish kerak bo'ladi. Okeanning ishqoriyligini oshirish okean pH ni ham o'zgartiradi biologik jarayonlarga ta'sir qiladi. Okean ishqoriyligini oshirish bor ko'p dala tajribalari yoki ko'p tadqiqotlar ko'rilmagan quruqlikka asoslangan ob-havo kabi va bu usulning ta'siri quruqlikka asoslangan ob-havo uchun yaxshi ma'lum. 

Oziqlantiruvchi o'g'itlash fitoplankton o'sishini rag'batlantirish uchun okeanga temir va boshqa oziq moddalar qo'shishni taklif qiladi. Tabiiy jarayondan foydalanib, fitoplankton osongina atmosferadagi karbonat angidridni o'zlashtiradi va okean tubiga cho'kadi. 2008 yilda BMTning Biologik xilma-xillik to'g'risidagi konventsiyasida davlatlar ehtiyotkor moratoriyga kelishib oldi Ilmiy hamjamiyatga bunday loyihalarning ijobiy va salbiy tomonlarini yaxshiroq tushunish imkonini beradigan amaliyot haqida.

Va'da:

Atmosferadagi karbonat angidridni olib tashlashdan tashqari, ozuqaviy o'g'itlash mumkin okeanning kislotalanishini vaqtincha kamaytirish va baliq zaxiralarini ko'paytirish. Fitoplankton ko'plab baliqlar uchun oziq-ovqat manbai bo'lib, oziq-ovqat mavjudligining oshishi loyihalar amalga oshirilayotgan hududlarda baliq miqdorini oshirishi mumkin. 

Tahdid:

Tadqiqotlar ozuqaviy o'g'itlash bo'yicha cheklanganligicha qolmoqda va ko'p noma'lumlarni tan oling ushbu CDR usulining uzoq muddatli ta'siri, birgalikdagi foydalari va doimiyligi haqida. Oziqlantiruvchi o'g'itlash loyihalari temir, fosfor va azot ko'rinishidagi katta miqdordagi materiallarni talab qilishi mumkin. Ushbu materiallarni sotib olish qo'shimcha qazib olish, ishlab chiqarish va tashishni talab qilishi mumkin. Bu ijobiy CDR ta'sirini inkor etishi va kon qazib olish tufayli sayyoradagi boshqa ekotizimlarga zarar etkazishi mumkin. Bundan tashqari, fitoplanktonning o'sishiga olib kelishi mumkin zararli suv o'tlari gullaydi, okeandagi kislorodni kamaytiradi va metan ishlab chiqarishni ko'paytiradi, karbonat angidrid bilan solishtirganda 10 barobar ko'proq issiqlik miqdorini ushlab turadigan GHG.

Okeanning yuqoriga ko'tarilish va pastga tushish orqali tabiiy aralashuvi suvni sirtdan cho'kindiga olib keladi, harorat va ozuqa moddalarini okeanning turli mintaqalariga tarqatadi. Sun'iy ko'tarilish va pastga tushish Ushbu aralashtirishni tezlashtirish va rag'batlantirish uchun jismoniy mexanizmdan foydalanishni maqsad qilib qo'yadi, karbonat angidridga boy er usti suvini chuqur okeanga olib kelish uchun okean suvining aralashishini oshiradi va yer yuzasiga sovuq, ozuqa moddalariga boy suv. Bu atmosferadan karbonat angidridni olib tashlash uchun fitoplankton va fotosintez o'sishini rag'batlantirishi kutilmoqda. Hozirgi taklif etilayotgan mexanizmlar o'z ichiga oladi vertikal quvurlar va nasoslar yordamida okean tubidan tepaga suv tortib olish.

Va'da:

Tabiiy tizimni yaxshilash sifatida sun'iy ko'tarilish va tushirish taklif etiladi. Suvning bu rejalashtirilgan harakati okeanlar aralashuvini ko'paytirish orqali kam kislorod zonalari va ortiqcha ozuqa moddalari kabi fitoplankton o'sishining ko'payishining yon ta'siridan qochishga yordam beradi. Issiqroq hududlarda bu usul sirt haroratini sovutishga yordam beradi va sekin mercan oqartirish. 

Tahdid:

Sun'iy aralashtirishning bu usuli kichik miqyosda va cheklangan vaqt oralig'ida cheklangan tajribalar va dala sinovlarini ko'rdi. Dastlabki tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, umuman olganda, sun'iy ko'tarilish va tushirish past CDR potentsialiga ega va vaqtinchalik sekvestr qilishni ta'minlash karbonat angidriddan. Ushbu vaqtinchalik saqlash yuqoriga ko'tarilish va pastga tushish tsiklining natijasidir. Pastga tushish orqali okean tubiga o'tadigan har qanday karbonat angidrid boshqa vaqtda ko'tarilishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu usul, shuningdek, tugatish xavfining potentsialini ko'radi. Agar sun'iy nasos ishlamay qolsa, to'xtatilsa yoki moliyalashtirilmasa, sirtdagi ozuqa moddalari va karbonat angidridning ko'payishi metan va azot oksidi kontsentratsiyasini, shuningdek, okeanning kislotalanishini oshirishi mumkin. Sun'iy okeanni aralashtirish uchun hozirgi taklif qilinayotgan mexanizm quvur tizimi, nasoslar va tashqi energiya ta'minotini talab qiladi. Ushbu quvurlarni o'rnatish talab qilinishi mumkin kemalar, samarali energiya manbai va texnik xizmat ko'rsatish. 

Mexanik va kimyoviy usullar orqali okean CDR

Mexanik va kimyoviy okean CDR tabiiy tizimni o'zgartirish uchun texnologiyadan foydalanishga qaratilgan tabiiy jarayonlarga aralashadi. Hozirgi vaqtda dengiz suvi uglerodini qazib olish mexanik va kimyoviy okean CDR suhbatida ustunlik qiladi, ammo yuqorida muhokama qilingan sun'iy ko'tarilish va tushirish kabi boshqa usullar ham ushbu toifaga kirishi mumkin.

Dengiz suvi karbonat angidrid qazib olish yoki elektrokimyoviy CDR, okean suvidagi karbonat angidridni olib tashlash va uni boshqa joyda saqlashga qaratilgan bo'lib, havodagi karbonat angidridni to'g'ridan-to'g'ri ushlash va saqlash uchun shunga o'xshash printsiplar asosida ishlaydi. Taklif etilayotgan usullar dengiz suvidan karbonat angidridning gazsimon shaklini to'plash va bu gazni qattiq yoki suyuq holda geologik shakllanish yoki okean cho'kindilarida saqlash uchun elektrokimyoviy jarayonlardan foydalanishni o'z ichiga oladi.

Va'da:

Okean suvidan karbonat angidridni olib tashlashning bu usuli okeanning tabiiy jarayonlar orqali atmosfera karbonat angidridini ko'proq olishiga imkon berishi kutilmoqda. Elektrokimyoviy CDR bo'yicha tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, qayta tiklanadigan energiya manbai bilan bu usul energiya tejamkor bo'lishi mumkin. Okean suvidan karbonat angidridni olib tashlash yanada kutilmoqda okean kislotalanishini teskari yoki pauza qilish. 

Tahdid:

Dengiz suvidan uglerod qazib olish bo'yicha dastlabki tadqiqotlar kontseptsiyani birinchi navbatda laboratoriya tajribalarida sinab ko'rdi. Natijada, ushbu usulning tijorat qo'llanilishi yuqori darajada nazariy va potentsial bo'lib qolmoqda energiya talab qiladigan. Tadqiqotlar, shuningdek, birinchi navbatda, dengiz suvidan karbonat angidridni olib tashlashning kimyoviy qobiliyatiga qaratilgan. ekologik xavflar bo'yicha kam tadqiqot. Hozirgi tashvishlar mahalliy ekotizim muvozanatining o'zgarishi va bu jarayonning dengiz hayotiga ta'siri haqidagi noaniqliklarni o'z ichiga oladi.

Okean CDR uchun oldinga yo'l bormi?

Ko'pgina tabiiy okean CDR loyihalari, masalan, qirg'oq ekotizimlarini tiklash va himoya qilish, atrof-muhit va mahalliy hamjamiyatlarga o'rganilgan va ma'lum ijobiy hamkorlik foydalari bilan qo'llab-quvvatlanadi. Ushbu loyihalar orqali uglerodni saqlash muddati va miqdorini tushunish uchun qo'shimcha tadqiqotlar hali ham zarur, ammo birgalikdagi foyda aniq. Tabiiy okean CDR dan tashqari, kengaytirilgan tabiiy, mexanik va kimyoviy okean CDR ning aniqlangan kamchiliklari bor, ular har qanday loyihani keng miqyosda amalga oshirishdan oldin diqqat bilan ko'rib chiqilishi kerak. 

Biz hammamiz sayyoramizning manfaatdor tomonlarimiz va iqlim geoinjeneriyasi loyihalari, shuningdek, iqlim o'zgarishi ta'sir qiladi. Qaror qabul qiluvchilar, siyosatchilar, investorlar, saylovchilar va barcha manfaatdor tomonlar bir iqlim geoinjeneriyasi usulining xavfi boshqa usul xavfidan yoki hatto iqlim o'zgarishi xavfidan ustun ekanligini aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Okean CDR usullari atmosferadagi karbonat angidridni kamaytirishga yordam beradi, ammo faqat karbonat angidrid emissiyasini to'g'ridan-to'g'ri kamaytirishga qo'shimcha ravishda hisobga olinishi kerak.