Мировой океан — это колоссальная губка для углерода. Он уже поглощает четверть антропогенного углекислого газа: либо через реакцию поверхностных вод с парниковым газом в атмосфере, либо когда морские организмы усваивают его в процессе роста.
Эффективность этого механизма породила растущую надежду на то, что мы сможем ускорить эти естественные процессы, чтобы усилить поглощение углерода океанами и замедлить изменение климата.
Одна из идей, привлекающая внимание и инвестиции, заключается во внесении минералов, способных связывать растворенный в океане углерод.
Однако исследование, опубликованное на прошлой неделе в журнале Frontiers in Climate, ставит под сомнение одну из наиболее многообещающих версий этой стратегии, основанную на вулканическом минерале, известном как оливин. Теоретически, добавление измельченного оливина должно повышать щелочность морской воды, что способствует преобразованию растворенного в ней углерода в стабильную форму и позволяет океанам поглощать больше CO2 из атмосферы. Тем не менее, работа предполагает наличие серьезных ограничений. Исследование показало, что результат может быть не таким однозначным.
Исследователи из Исследовательского центра океанологии имени Гельмгольца (GEOMAR) в Германии недавно растворили мелкозернистый песок, состоящий в основном из оливина, в искусственной морской воде. За 134 дня они обнаружили, что щелочность воды на самом деле снизилась. По словам ученых, это и ряд других факторов сократили количество извлекаемого углерода в пять раз по сравнению с теоретическим потенциалом оливина.
В исследовании отмечается, что и другие научные группы недавно обнаружили, что растворение оливина в фильтрованной и искусственной морской воде приводит к меньшему увеличению щелочности, чем ожидалось. Еще один недавний препринт обнаружил схожие озадачивающие результаты для других минералов, от которых также ожидали повышения щелочности океана.
Тем временем несколько дополнительных работ недавно выразили сомнения относительно другого подхода, связанного с океаном: выращивание морских водорослей и последующее их захоронение для поглощения и хранения углерода.
Поиск жизнеспособных способов извлечения парниковых газов станет критически важным в ближайшие десятилетия. В отчете Национальной академии наук от декабря об удалении углерода на основе океана отмечалось, что для ограничения потепления до 2 ºC миру, возможно, придется ежегодно извлекать дополнительные 10 миллиардов тонн к середине века. согласно отчету.
Теоретически, повышение щелочности океана могло бы удалять десятки миллиардов тонн в год, по данным исследовательской группы Ocean Visions. Однако экспертная группа Национальной академии отметила, что это потребует добычи, измельчения и транспортировки пород в сопоставимых масштабах, что само по себе повлечет за собой существенные экологические последствия.
Новые исследования пока не вынесли окончательного вердикта о том, будут ли какие-либо из этих методов реально осуществимыми для достижения целей по удалению углерода.
Однако Майкл Фуур, один из авторов исследования об оливине и докторант GEOMAR, утверждает, что их выводы свидетельствуют о том, что этот подход «не так прост, как считалось до сих пор». Он добавляет, что метод может хорошо работать только в определенных местах, где верная химическая обстановка в океане. Это могут быть районы с низкой соленостью, но богатые органическими осадками, которые увеличивают кислотность.
Фуур и другие исследователи заявляют, что для определения эффективности метода в реальных условиях, выявления идеальных условий или поиска более перспективных материалов потребуются дополнительные лабораторные эксперименты и полевые исследования.
Мария-Елена Форат, исследовательница из Института Альфреда Вегенера по полярным и морским исследованиям, заявила в электронном письме, что исследование показывает: процесс с оливином работает не так, как предполагалось. Тем не менее, она подчеркнула, что этот минерал остается «одним из самых надежных и многообещающих методов, которые нам предлагает природа».
«Нам просто нужно научиться читать инструкцию», — написала она, отметив, что перемешивание воды и другие переменные в реальных океанах могут изменить результаты, наблюдаемые в лаборатории.
Компания Project Vesta несколько лет планирует провести полевые испытания в Карибском бассейне, которые будут включать рассеивание песка из оливина вдоль пляжей или на мелководье. По словам генерального директора Тома Грина, компания также проводит лабораторные эксперименты, токсикологическое тестирование и планирует полевые испытания на восточном побережье США.
Project Vesta начиналась как некоммерческая организация, но теперь является корпорацией на благо общества (public benefits corporation), что означает сочетание целей получения прибыли и достижения социальной пользы. Грин отмечает, что в конечном итоге компания надеется продавать углеродные кредиты за любой парниковый газ, удаленный с помощью оливина.
Несколько других стартапов работают над иными способами повышения щелочности океана, включая электрохимические процессы. Среди них — Ebb Carbon, Planetary Technologies и Seachange, которые уже предварительно продали объемы удаления углерода, которые планируют достичь, компаниям вроде Shopify и Stripe. Ebb Carbon, Planetary Technologies и Seachange.
Тем временем группа Национальной академии призвала создать в США исследовательскую программу стоимостью 125 миллионов долларов для изучения того, сможем ли мы разработать способы масштабирования или ускорения этих процессов, выявить побочные эффекты и понять, как надежно измерять и верифицировать происходящее удаление углерода.
«Геохимия океана сопряжена со сложностью», — говорит Уил Бёрнс, приглашенный профессор Северо-Западного университета, занимающийся вопросами поглощения углерода. «Нам потребуется провести множество итераций этих исследований в совершенно разных условиях и масштабах, чтобы сделать выводы о возможности их реализации в больших масштабах и монетизации».
