هل يمكننا تعديل الكيمياء البحرية للمساعدة في درء تغير المناخ؟

هل يمكننا تعديل الكيمياء البحرية للمساعدة في درء تغير المناخ؟

تبدأ العملية الطبيعية للتجوية المعدنية بالمطر الذي يمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء ثم يتفاعل مع الصخور والنباتات في التربة ، ويشكل بيكربونات معدنية مذابة وكمية أقل بكثير من أيونات الكربونات. ثم تنطلق هذه المياه إلى المحيط حيث يتم تخزين الكربون بهذه الأشكال لعدة آلاف من السنين قبل أن تتسارع إلى قاع المحيط كمعدن كربونات. إن فكرة التجوية المُحسّنة هي تسريع هذه العملية إلى حد كبير عن طريق إضافة صخور متكسرة أو مصادر أخرى من القلوية لتتفاعل مع CO2 في مياه البحر ، وتستهلك في النهاية CO2 في الغلاف الجوي وتضيفه ككربونات معدنية مذابة وكربونات إلى هذه المستودعات الكبيرة بالفعل فى المحيط. جريج راو ، CC BY

إن دول العالم ليست في مكان قريب من تحقيق أهداف اتفاقية باريس العالمية بشأن التغير المناخي المتمثلة في زيادة درجات الحرارة العالمية درجة مئوية 2 مقارنة مع متوسطات القرن 19th ، أقل بكثير هدفها الأكثر طموحا المتمثل في الحفاظ على درجات الحرارة إلى 1.5 ° C الارتفاع.

أحدث انبعاثات تقرير الفجوة من برنامج الأمم المتحدة للبيئة تلاحظ "انبعاثات غازات الدفيئة العالمية لا تظهر أي علامات على الذروة" دراسة أخرى، لا تزيد فرصة أن يحد البشر من ارتفاع درجات الحرارة إلى أكثر من 2 ° C بواسطة 2100 عن 5 بالمائة ، ومن المحتمل أن ترتفع درجات الحرارة في مكان ما بين 2.6 ° -3.7 ° C بنهاية هذا القرن.

وقد أدت هذه الاتجاهات الناشئة إلى زيادة التركيز على طرق إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجو. من بين الطرق التي يتم استكشافها استخدام المحيط لامتصاص و / أو تخزين الكربون عن طريق إضافة صخور محطمة أو غيرها من مصادر القلوية لتتفاعل مع CO2 في مياه البحر ، وتستهلك في النهاية CO2 في الغلاف الجوي.

هل يمكن لهذا النوع من إزالة ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع العمل؟ توضح النظرة عن كثب المفاضلات البيئية المحتملة لنشر إزالة ثاني أكسيد الكربون البحري والقضايا التقنية والاقتصادية والدولية المعقدة التي تثيرها.

الأرض مقابل التقاط الكربون المحيط وتخزينه

We و آخر الباحثين شاهد المحيط كمكان منطقي للبحث عن فرص إضافية لإزالة ثاني أكسيد الكربون لأنه يمتص بشكل سلبي حاليًا حوالي 10 جيجاتون (10,000,000,000 طن) من CO2 سنويًا أو حوالي ربع الانبعاثات السنوية في العالم. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المحيطات على كمية أكبر بكثير من الكربون من الغلاف الجوي والتربة والنباتات والحيوانات مجتمعة ، وقد يكون لديها القدرة على تخزينها تريليونات طن أكثر.

ركز أحدث تقرير من الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ بشدة على الأساليب البرية لاحتجاز الكربون وتخزينه. وتسمى إحدى التقنيات البارزة الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه ، BECCS، حيث يتم حرق الكتلة الحيوية النباتية لإنتاج طاقة قابلة للاستخدام ويتم ضخ CO2 الناتج تحت الأرض.

ومع ذلك ، هناك عدد من المخاوف حول الآثار السلبية المحتملة انتشار واسع النطاق ل BECCS وغيرها من الطرق البرية ، لا سيما القلق من أن كميات ضخمة من الأراضي الزراعية سيتم تحويلها لزراعة المحاصيل المخصصة. هذا يمكن أن تقلل من وصول السكان ذوي الدخل المنخفض في الغذاء، مكان مطالب على ماء ولها آثار سلبية خطيرة على التنوع البيولوجي بسبب تعطل النظام البيئي.

تسريع الجيوكيمياء

ربما الأكثر شهرة - وفي بعض الأحيان ، المثير للجدل - طريقة لإزالة ثاني أكسيد الكربون البحري تحفيز التمثيل الضوئي لزيادة امتصاص CO2. على سبيل المثال ، في المناطق التي يكون فيها نمو النباتات البحرية محدودًا بالحديد ، يمكن أن يكون هذا العنصر وأضاف لتعزيز امتصاص CO2 وتخزين الكربون ، حيث يتم غرق جزء من كتلة الكتلة الحيوية على الأقل ودفن في قاع المحيط على الأقل. وتشمل النهج الأخرى استعادة أو إضافة أو زراعة النباتات البحرية أو الميكروبات ، مثل الكربون الأزرق.

أسلوب آخر يجري النظر فيه هو محاولة تسريع التفاعل الكيميائي ل CO2 مع المعادن الصخرية المشتركةوهي عملية طبيعية تعرف باسم التجوية المعدنية. عندما يتفاعل المطر مع الصخور القلوية و CO2 ، هناك تفاعل كيميائي ، يمكن تحفيزه من خلال النشاط البيولوجي في التربة ، والذي يحول CO2 إلى أيونات بيكربونات معدنية مذابة وكربونات تميل عادةً إلى المحيط. يلعب التجوية المعدنية دورًا رئيسيًا في إزالة الزائدة في الغلاف الجوي CO2 ، ولكن فقط على جداول زمنية جيولوجية - سنوات 100,000 أو أكثر.

مختلف طرق لتسريع التجوية المعدنية وتخزين الكربون في المحيطات تتضمن هذه العناصر المقترحة إضافة إلى المياه السطحية معادن قلوية مطحونة جيدًا أو إضافة مواد كيميائية قلوية شائعة الإنتاج صناعيًا ، مثل quicklime (CaO) وهيدروكسيد الكالسيوم (Ca (OH) 2) ، والصودا الكاوية أو الصودا الكاوية (NaOH). بمجرد إضافتها إلى المحيط ، تتفاعل هذه المركبات مع CO2 الزائد في مياه البحر والهواء ، وتشكل بشكل أساسي بيكربونات معدنية مستقرة وذائبة ، وبالتالي تزيل وتحلل CO2.

يمكن تحقيق مثل قلوية المحيط من خلال التوزيع من الشاطئ أو السفن. اقتراح آخر هو تصنيع القلوية في البحر باستخدام مصادر الطاقة البحرية المحلية: مثلا، وتوظيف الكهرباء المستمدة من التدرج درجة الحرارة العمودية كبيرة جدا في المحيط. إن تفاعل نفايات CO2 مع المعادن على الشاطئ ثم ضخ المواد القلوية الذائبة الناتجة في المحيط هو أيضًا خيار. كل ما سبق سوف يضيف ببساطة إلى خزان كربونات وكربونات شاسع بالفعل في المحيط.

ومن المزايا الإضافية لقلوية المحيطات أنه يساعد أيضًا في مكافحة تحمض المحيطات ، "مشكلة CO2 الأخرى"نابعة من امتصاص المحيطات ل CO2 الزائدة من الهواء. يمكن أن يتداخل التحمض مع قدرة الكائنات المتكلسة على التكلس ، مثل المحار والمحار والشعاب المرجانية في بناء هياكلها العظمية أو قواقعها ، فضلاً عن التأثير على العمليات البيوكيميائية البحرية البحرية الأخرى الحساسة لدرجة الحموضة.

ما لا نعرفه

القدرة العملية الفعلية لقلوية المحيطات لمواجهة تغير المناخ وتحمضه لا يزال غير مؤكد.

النظر في الخدمات اللوجستية والتكلفة وآثار استخراج أو تصنيع القلوية وتشتيتها ، وقدرت الدراسات ذلك سحب الهواء CO2 ربما تكون أجزاء 30 لكل مليون أو أقل واقعية. قد يكون ذلك مفيدًا بالنظر إلى أن مستوى CO2 في أوقات ما قبل الصناعة كان أجزاء 260-270 لكل مليون وهي الآن 410 أجزاء لكل مليون.

نحن نحسب التراجع العالمي لأجزاء CO2 في الغلاف الجوي بنسبة 30 لكل مليون ، مما يتطلب انبعاثات قريبة من الصفر من الأنشطة البشرية ، بالإضافة إلى إزالة وتخزين بعض غيغونات 470 من CO2. لتحقيق ذلك ، يجب استخدام ما لا يقل عن Gigatons 500 تقريبًا من الصخور لتوليد القلوية المطلوبة. استخراج الصخور العالمي الحالي هو على الترتيب Gigatons 50 في السنة، لذلك فإن استخدام الصخور الأخرى ثابتًا مع زيادة معدل الاستخراج بنسبة 50 في المئة قد يسمح لنا نظريًا بتخفيض السحب في سنوات 20. من الواضح أن هذا الأمر يحتاج إلى اختبار على نطاقات أصغر بكثير لتحديد القدرة والمعدلات العالمية التي يمكن تحقيقها.

ليست هذه مجرد مسألة إنتاج القلوية. هناك تأثير سلبي محتمل لل قلوية المحيط على النظم الإيكولوجية البحرية التي تحتاج إلى النظر فيها. بالإضافة الى الآثار بالنسبة لارتفاع درجة الحموضة والقلوية (سواء بشكل فوري أو تدريجي) ، من المحتمل أن تحمل إضافة القلوية معها عناصر أو مركبات أخرى ، مثل المعادن النزرة والسيليكا ، والتي يمكن أن تؤثر أيضًا على الكيمياء الحيوية البحرية. وقد أجريت القليل من البحوث حول هذه النقاط ، ولكن النتائج حتى الآن عموما لا تجد أي آثار إيجابية على الحياة البحرية. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم العواقب البيئية والإيكولوجية تمامًا ، بما في ذلك إجراء تجارب ميدانية صغيرة ومتوسطة الحجم.

يجب أن يخضع أي نشر لمتطلبات مراقبة صارمة لتقييم الفوائد البيئية وكذلك الآثار السلبية للنشر على نطاق واسع. يمكن العثور على قدر من الثقة في استخدام قلوية المحيطات في حقيقة أن التجوية المعدنية الطبيعية وإيصال القلوية إلى المحيط قد حدث بشكل طبيعي لمليارات السنين (حاليًا بمعدل حوالي 1 جيجا طن من CO2 المستهلكة والمخزنة سنويًا) ، على ما يبدو مع النظام الإيكولوجي البحري تكييفها بشكل جيد إذا لم يكن يتطلب هذا الإدخال. ومع ذلك ، فإن إمكانية توسيع نطاق هذه العملية الطبيعية بشكل كبير وآمن تتطلب المزيد من البحث.

المسائل القانونية

على المستوى القانوني ، ستحتاج البلدان إلى معالجة قضايا الإدارة الدولية المرتبطة بهذا النهج. من المفترض أن يكون اتفاق باريس أحد الأنظمة المعنية بالنظر إلى تركيزه على معالجة تغير المناخ. أي دور يمكن أن تلعبه المحيطية في تعهدات البلدان بتخفيف الانبعاثات يتطلب وجود أحكام تنص على تقييم التأثيرات المحتملة للنشر. يمكن أن يسهل اتفاق باريس ذلك نظرًا لإشاراته في أحكام مختلفة إلى الحاجة إلى تقييم آثار تدابير الاستجابة في سياق النظم الإيكولوجية والاستدامة والتنمية وحقوق الإنسان.

الأنظمة التي تركز على المحيطات مثل اتفاقية منع التلوث البحري الناجم عن إلقاء النفايات وغيرها من المواد اتفاقية قانون البحار، وه بروتوكول، قد تسعى أيضًا إلى المشاركة في التقييم والتنظيم ، وكذلك اتفاقية التنوع البيولوجي. سيكون تنسيق التدخلات المحتملة لجميع استجابات هذه الأنظمة تحدًا آخر يمثله نشر قلوية المحيطات ، مثله مثل العديد من أساليب إزالة ثاني أكسيد الكربون الأخرى التي يمكن أن يكون لها آثار عابرة للحدود.

أثار شبح التغير المناخي المحتمل كارثته بحلول نهاية القرن اهتمامًا بمجموعة من الخيارات التكنولوجية الجديدة لإزالة ثاني أكسيد الكربون من المحيط والغلاف الجوي على نطاق واسع. ولكن يمكن أن تشكل أيضا مخاطر خاصة بهم. تعد إضافة المواد القلوية لتسريع عملية التجوية المعدنية أحد الأساليب التي تستحق دراسة جادة ، ولكن بعد التدقيق الدقيق فقط.

المؤلف: ويل بيرنز ، أستاذ البحث والمدير المشارك لمعهد قانون وسياسة إزالة الكربون ، المدرسة الأمريكية للجامعة الدولية للخدمات

هذه المادة ظهرت أصلا على المحادثة

كتب ذات صلة

قائمة الأسعار: $27.00
بيع السعر: $27.00 $16.20 أنت توفر: $10.80




قائمة الأسعار: $18.00
بيع السعر: $18.00 $10.87 أنت توفر: $7.13



قائمة الأسعار: $18.99
بيع السعر: $18.99 $15.08 أنت توفر: $3.91


English الأفريكانية عربي الصينية المبسطة) تقاليد صينية) Dutch الفلبينية جيب  German الهندية Indonesian Italian Japanese Korean Malay اللغة الفارسية Portuguese Russian أسباني
السواحلية Swedish Thai اللغة التركية الأردية الفيتنامية

أحدث الفيديوهات

كيف تعطي أنهار نيبال قوة خضراء للمناطق النائية
كيف تعطي أنهار نيبال قوة خضراء للمناطق النائية
by جامعة ديوك
يبحث الباحثون عن طريقة لتوليد الطاقة من تيارات سريعة الحركة تستخدمها العديد من المناطق الريفية في نيبال.
لماذا لن تعرف المحيط الذي تعرفه وتحبه في سنوات 50
by ديفيد والاس ويلز ، فكر كبير
قد لا تتمكن الشعاب المرجانية من البقاء على قيد الحياة بعد عقد بشري آخر بسبب الضغط البيئي الذي فرضناه عليهم ، ...
الكربون من التربة والأشجار: لعنة أم علاج؟ - مقابلة مع / توماس كراوثر - راديو Ecoshock 2019-03-06
by وقف الوقود الأحفوري
يوجد الكثير من الكربون المخزّن في تربة كوكب الأرض أكثر منه في الغلاف الجوي. إذا أطلقت كائنات التربة ذلك ...
ربط المناخ: الصدمة والتحليل النفسي - مقابلة مع جوديث دويتش - راديو Ecoshock 2019-02-27
by وقف الوقود الأحفوري
هل تغير المناخ يخيفك؟ هل تبقيك في الليل؟ يحاول الفنانون والأكاديميون التعبير عن هذا ...
الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار - مقابلة مع ديفيد والاس ويلز - راديو Ecoshock 2019-02-27
by وقف الوقود الأحفوري
يحذر ديفيد والاس-ويلز ، الصحفي في مجلة نيويورك ، من انكماش مساحة العيش مع ارتفاع درجة حرارة العالم. لقد حان الوقت ل ...
من الضباب الدخاني: الهباء الجوي يخفي ظاهرة الاحتباس الحراري — مقابلة مع د. روبرت ألين - راديو Ecoshock 2019-02-21
by وقف الوقود الأحفوري
لا يمكنك رؤيتها ، لكنك محاط بمليارات من الجزيئات الصغيرة. عندما تعلق أجزاء من الغبار أو القطرات في ...
كيف يتغير الجليد الطقس العالمي — مقابلة مع د. نيكولاس غوليدج- راديو Ecoshock 2019-02-21
by وقف الوقود الأحفوري
يتنبأ العلم الجديد بـ "مناخ فوضوي" مع تغيرات أكبر في درجات الحرارة من سنة إلى أخرى. قال الدكتور نيكولاس جوليدج ...
جاي Inslee يحكي هايز أنه يريد أن الأمعاء لمحاربة تغير المناخ
by MSNBC
حاكم واشنطن جاي إنسلي يترشح للرئاسة في قضية واحدة تتعلق بتغير المناخ ويجادل بأن القيام ...

أحدث المقالات

هل الاستعمار الأوروبي يعجل العصر الجليدي الصغير؟
هل الاستعمار الأوروبي يعجل العصر الجليدي الصغير؟
by InnerSelf الموظفين
يعتقد الكثيرون منا أن التغير البيئي السريع يمثل أزمة حديثة تمامًا.
لماذا سييرا نيفادا حمامات وبنادق في ورطة
لماذا سييرا نيفادا حمامات وبنادق في ورطة
by هاريسون تاسوف
كشفت الأبحاث أن جبال سييرا نيفادا الجبلية التي تعرض لها الطبيعة الطبيعية جون موير أصبحت الآن في خطر.
الحرارة الشديدة تهديد متزايد للمحاصيل
الحرارة الشديدة تهديد متزايد للمحاصيل
by تيم رادفورد
يعني العالم الأكثر دفئًا فرصة أكبر للحرارة الشديدة في أكثر من قارة واحدة في نفس الوقت ، وتهديد متزايد ...
هل نلوم تغير المناخ على موجات الحرارة العالمية التي حدثت في الصيف الماضي
هل نلوم تغير المناخ على موجات الحرارة العالمية التي حدثت في الصيف الماضي
by بيتر روغ
التفسير الوحيد لسبب تأثر موجات الحرارة بالعديد من المناطق خلال عدة أشهر في الصيف الماضي هو تغير المناخ ، ...
استعادة الغابات تستبعد زراعة المحاصيل
استعادة الغابات تستبعد زراعة المحاصيل
by تيم رادفورد
إن استعادة الغابات مفيدة ، لكن زراعة المحاصيل للقيام بذلك ليست مفيدة. واحد فقط من هذه الخيارات يمتص ما يكفي من الغلاف الجوي ...
كيف تجعل هيئات تنظيم الدولة للطاقة المرافق لحساب تكاليف تغير المناخ
كيف تجعل هيئات تنظيم الدولة للطاقة المرافق لحساب تكاليف تغير المناخ
by إليانا بول ودينيس غراب
يمكن أن تأتي الكهرباء التي تشغل جهاز الكمبيوتر أو الهاتف الذكي الذي يتيح لك قراءة هذه المقالة ...
لماذا تعارض المجموعات الزراعية بشدة ضريبة الكربون
لماذا تعارض المجموعات الزراعية بشدة ضريبة الكربون
by تريستان سكولرود
عندما تم الإعلان عن النهج الكندي لتسعير تلوث الكربون في أكتوبر 2016 ، قوبلت بشغف ...
ضريبة الكربون التي من شأنها أن تترك الأسر في وضع أفضل
ضريبة الكربون التي من شأنها أن تترك الأسر في وضع أفضل
by ريتشارد هولدن وروزاليند ديكسون
اليوم ، كجزء من التحدي الكبير لجامعة نيو ساوث ويلز حول عدم المساواة ، أصدرنا دراسة بعنوان "عائد المناخ من أجل ...