Для предотвращения наиболее серьезных угроз глобального потепления эксперты сходятся во мнении: необходимо удалять значительные объемы углекислого газа из атмосферы. Именно поэтому в последние годы проекты по выращиванию морских водорослей, способных поглощать CO2 из воздуха и фиксировать его в морских глубинах, привлекли внимание и солидное финансирование как от правительства США, так и от частных корпораций, включая Amazon.
Проблема заключается в том, что, возможно, для достижения климатических целей невозможно вырастить достаточное количество водорослей.
Новое исследование, опубликованное сегодня в Nature Communications Earth & Environment, показывает: чтобы ежегодно удалять один миллиард тонн углекислого газа из атмосферы, потребуется обрабатывать около миллиона квадратных километров океана. Найти такой объем пространства в зонах, где водоросли растут легко, непросто, учитывая уже существующие нужды побережья — судоходство и рыболовство.
Для понимания контекста: согласно авторам исследования, для достижения климатических целей ежегодно необходимо улавливать от 2,5 до 13 миллиардов тонн атмосферного CO2, и это помимо радикального сокращения выбросов парниковых газов.
Различные научные модели предполагают, что нам потребуется удалять от 1,3 миллиарда тонн CO2 ежегодно до 29 миллиардов тонн к 2050 году, чтобы не допустить превышения уровня потепления на 1,5˚C. В докладе ООН от 2017 года оценивалось, что для удержания роста температуры ниже отметки в 2˚C к тому же сроку понадобится ежегодно удалять 10 миллиардов тонн.
«Отрасль опережает науку», — отмечает Изабелла Арсено-Сольтеро, научный сотрудник Стэнфордского университета, участвовавшая в проекте. «Наша непосредственная цель заключалась в том, чтобы выяснить, можем ли мы, работая в оптимальных условиях, достичь тех масштабов сбора углерода, о которых говорят. И ответ: нет, не совсем».
Водоросли поглощают углекислый газ из атмосферы посредством фотосинтеза, после чего значительная часть этого газа секвестируется — потенциально на тысячелетия — когда растительная масса опускается на дно океана. Идея состоит в том, чтобы целенаправленно топить выращенные водоросли, тем самым надежно запирая углерод и снижая нагрузку на климат.
Арсено-Сольтеро и ее коллеги из Калифорнийского университета в Ирвайне использовали программную модель для оценки потенциального объема роста четырех различных видов водорослей по всему миру.
Модель учитывала такие факторы, как поглощение нитратов (критически важное для роста), температуру воды, интенсивность солнечного света и высоту волн, используя глобальные океанические данные за прошлые годы, а также принимая во внимание современные методы ведения сельского хозяйства. Исследователи провели более 1000 симуляций роста и сбора урожая для каждого из четырех типов водорослей, которые, по их словам, представляют «оптимистические верхние пределы» для производства водорослей.
Например, новые оценки предполагали, что фермерские площади можно найти в наиболее продуктивных водах для водорослей в экваториальной части Тихого океана, примерно в 200 морских милях от побережья. В менее продуктивных районах для достижения климатических целей выращивания водорослей будет еще сложнее: для связывания того же количества углерода пришлось бы отдать под фермы в три раза больше площади.
Их выводы показывают, что культивирования достаточного количества водорослей для достижения этих целей выходит за рамки нынешних возможностей отрасли. Тем не менее, достижение климатических целей требует гораздо большего, чем просто полагаться на морские водоросли.
Агнес Мольс-Мортенсен, биолог-макроводорослевед, занимающаяся выращиванием водорослей на Фарерских островах и не участвовавшая в этом проекте, считает, что компании, стремящиеся расширить свои проекты по культивированию водорослей, также должны учитывать возможное воздействие на экосистему океана.
«Мы должны быть осторожны, чтобы не эксплуатировать океан так же, как мы эксплуатировали сушу», — говорит она. «Прежде чем мечтать о спасении планеты с помощью водорослей, нам нужно создать по-настоящему надежные методы, основанные на исследованиях. Вокруг много шумихи».
