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 $19.70 أنت توفر: $7.30




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



قائمة الأسعار: $18.99
بيع السعر: $18.99 $10.81 أنت توفر: $8.18


enafarزكية-CNzh-TWnltlfrdehiiditjakomsfaptruesswsvthtrurvi

أحدث الفيديوهات

المكسيك تضع الولايات المتحدة العار على العمل المناخي ، لكن تعهد الرئيس الجديد بصناعة النفط يثير القلق
المكسيك تضع الولايات المتحدة العار على العمل المناخي ، لكن تعهد الرئيس الجديد بصناعة النفط يثير القلق
by توماس ل موينزر
كما لو كان هناك أي شك ، فإن أحدث تقرير للأمم المتحدة حول تغير المناخ يوضح أن هذه واحدة من أكثر القضايا إلحاحًا ...
خزانات الكربون في أعماق البحار بمجرد تسخين الأرض - هل يمكن أن يحدث ذلك مرة أخرى؟
خزانات الكربون في أعماق البحار بمجرد تسخين الأرض - هل يمكن أن يحدث ذلك مرة أخرى؟
by لويل د. ستوت
مع تزايد القلق بشأن التغير المناخي الذي يحدثه الإنسان ، ينظر العديد من العلماء إلى الوراء عبر تاريخ الأرض إلى الأحداث ...
تغير المناخ يغير ما هو ممكن في استعادة ايفرجليدز بولاية فلوريدا
تغير المناخ يغير ما هو ممكن في استعادة ايفرجليدز بولاية فلوريدا
by غاردنر ويليام ناتل
ايفرجليدز هي شبكة واسعة من الأراضي الرطبة للمياه العذبة وشبه الأنهار التي امتدت في ...
وزارة الدفاع الأمريكية تشعر بالقلق إزاء تغير المناخ - وأيضاً انبعاث كربوني ضخم
وزارة الدفاع الأمريكية تشعر بالقلق إزاء تغير المناخ - وأيضاً انبعاث كربوني ضخم
by نيتا C. كروفورد
لقد حذر العلماء ومحللو الأمن منذ أكثر من عقد من الزمان من أن الاحتباس الحراري هو عامل وطني محتمل ...
حدث المحيط الأزرق: انتهت اللعبة؟
by مجرد التفكير
حدث المحيط الأزرق ، أو القطب الشمالي الخالي من الجليد ، هو مصدر تكهنات شبه حمى في عالم علوم المناخ ...
تغير المناخ - حقائق السير ديفيد أتينبورو
by ديفيد أتينبورو ، بي بي سي
بعد واحد من أكثر السنوات حرارة على الإطلاق ، ينظر السير ديفيد أتينبورو إلى علم تغير المناخ وإمكاناته ...
لماذا حان الوقت للتفكير في انقراض الإنسان
by كيروين راي
بعد الاستماع إلى هذه الحلقة مع الدكتور ديفيد سوزوكي ، لن تكون أبدًا على حالها مرة أخرى. البيئة ، الناشط ، ...
سجل درجات الحرارة 20-25C أعلاه Norm في أقصى الشمال
by بول بيكويث
كانت درجات الحرارة في مارس / آذار في شمال غرب كندا أعلى من 20C لأول مرة (اضغط على 21.6C أو 71F) ؛ كسر…

أحدث المقالات

هل يمكن أن تساعد المدن العائمة الناس على التكيف مع ارتفاع مستويات البحر؟
هل يمكن أن تساعد المدن العائمة الناس على التكيف مع ارتفاع مستويات البحر؟
by ناتالي ميزا جارسيا
بحلول نهاية هذا القرن ، سوف تغمر البحار المرتفعة أكثر من المدن الساحلية 500 ، مما يؤثر على 1.5 مليار شخص حول العالم ...
التغييرات تتسارع حقًا: ألاسكا في سجل دافئ بينما ترى غرينلاند ذوبان الجليد الرئيسي
التغييرات تتسارع حقًا: ألاسكا في سجل دافئ بينما ترى غرينلاند ذوبان الجليد الرئيسي
by اوين هيغنز
ستزداد الأعداد التي تحتاج إلى نقل ، والتكاليف آخذة في الارتفاع ، وستزداد حياة الناس والممارسات الثقافية ...
الاحتجاج على أزمة تلوث الهواء ، تمرد التمرد يوقف حركة المرور في ساعة الذروة في لندن
الاحتجاج على أزمة تلوث الهواء ، تمرد التمرد يوقف حركة المرور في ساعة الذروة في لندن
by جيسيكا كوربيت
حمل المشاركون في الحملة في البلدة الجنوبية الشرقية للمدينة لافتات كتب عليها "هذا الهواء يقتلنا" و "دع لويسهام ...
المكسيك تضع الولايات المتحدة العار على العمل المناخي ، لكن تعهد الرئيس الجديد بصناعة النفط يثير القلق
المكسيك تضع الولايات المتحدة العار على العمل المناخي ، لكن تعهد الرئيس الجديد بصناعة النفط يثير القلق
by توماس ل موينزر
كما لو كان هناك أي شك ، فإن أحدث تقرير للأمم المتحدة حول تغير المناخ يوضح أن هذه واحدة من أكثر القضايا إلحاحًا ...
لماذا تترك كندا وراءها في اقتصاد منخفض الكربون
لماذا تترك كندا وراءها في اقتصاد منخفض الكربون
by شون كليري وريان ريوردان
في وقت سابق من هذا الربيع ، قدم التحليل الأكثر تعمقًا حتى الآن حول المناخ المتغير في كندا أدلة واضحة على أن ...
الحد من الاحترار إلى 1.5C قد يمنع آلاف الوفيات الناجمة عن الحرارة في مدن الولايات المتحدة
الحد من الاحترار إلى 1.5C قد يمنع آلاف الوفيات الناجمة عن الحرارة في مدن الولايات المتحدة
by توماس هاريسون
إن الإبقاء على ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى 1.5C أعلى من مستويات ما قبل الصناعة ، بدلاً من 2C أو 3C ، يمكن أن يساعد في منع الآلاف ...
تمثل الرعاية الصحية في أكبر الاقتصادات في العالم نسبة 4٪ من الانبعاثات العالمية
تمثل الرعاية الصحية في أكبر الاقتصادات في العالم نسبة 4٪ من الانبعاثات العالمية
by جوش غباتيس
تمثل انبعاثات CO2 من الرعاية الصحية في أكبر الاقتصادات في العالم حوالي 5٪ من الكربون الوطني ...
ملف 20180124 72597 1twk9y1.png؟ ixlib = rb 1.1
Biomining عناصر المستقبل
by ماركوس فوتسينوس ، جامعة ملبورن
Biomining هو نوع من التقنية التي وعدت بها الخيال العلمي: خزان واسع مليء بالكائنات الحية الدقيقة التي تتسرب من المعدن ...