Rozwiązanie hiperkapni? Nowe badanie sugeruje nawożenie oceanu

Nawozy na bazie żelaza w postaci nanocząstek mają potencjał magazynowania nadmiaru dwutlenku węgla w oceanie.

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Michaela Hochela z Narodowe Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku Sugeruje się, że wykorzystanie mikroorganizmów mogłoby być rozwiązaniem na pilną potrzebę usunięcia nadmiaru dwutlenku węgla ze środowiska Ziemi.

Zespół przeprowadził analizę opublikowaną w czasopiśmie Nanotechnologia naturyna temat możliwości wysiewania nasion dla oceanów za pomocą cząstek nawozów sztucznych bogatych w żelazo w pobliżu planktonu oceanicznego, mikroskopijnych roślin o krytycznym znaczeniu dla ekosystemu oceanicznego, w celu zwiększenia wzrostu i pochłaniania dwutlenku węgla przez fitoplankton.

„Chodzi o rozszerzenie istniejących procesów” – powiedział Hochella, pracownik laboratorium w Pacific Northwest National Laboratory. Od wieków ludzie użyźniają ziemię, aby uprawiać rośliny. Możemy nauczyć się odpowiedzialnego użyźniania oceanów”.

Michael Hochela jest uznanym na całym świecie geochemikiem środowiskowym. Źródło: Virginia Tech Usługi fotograficzne

W naturze składniki odżywcze z lądu docierają do oceanów przez rzeki i wysadzają w powietrze pył, aby zapłodnić plankton. Zespół badawczy proponuje pójść o krok dalej w tym naturalnym procesie, aby pomóc w usuwaniu nadmiaru dwutlenku węgla z oceanu. Badali dowody na to, że dodanie określonych kombinacji starannie zaprojektowanych materiałów może skutecznie użyźnić oceany, zachęcając fitoplankton do działania jako pochłaniacz dwutlenku węgla. Organizmy żywe będą absorbować węgiel w dużych ilościach. Następnie, gdy umrą, opadną w głębiny oceanu, zabierając ze sobą nadmiar węgla. Naukowcy twierdzą, że to proponowane nawożenie po prostu przyspieszyłoby naturalny proces, który już teraz bezpiecznie sekwestruje węgiel w formie, która mogłaby usunąć go z atmosfery na tysiące lat.

„W tym momencie czas jest najważniejszy” – powiedział Hochela. „Aby walczyć z rosnącymi temperaturami, musimy zmniejszyć poziom dwutlenku węgla w skali globalnej. Rozważenie wszystkich naszych opcji, w tym wykorzystanie oceanów jako pochłaniacza dwutlenku węgla, daje nam największą szansę na ochłodzenie planety.”

Wyciągnij wnioski z literatury

W swojej analizie naukowcy argumentowali, że opracowane nanocząsteczki oferują kilka atrakcyjnych cech. Wysoce kontrolowany i specjalnie zaprojektowany do różnych środowisk oceanicznych. Powłoki powierzchniowe mogą pomóc cząsteczkom przylegać do planktonu. Niektóre cząsteczki mają również właściwości pochłaniające światło, dzięki czemu plankton może konsumować i wykorzystywać więcej dwutlenku węgla. Ogólne podejście można również dostosować do potrzeb określonych środowisk oceanicznych. Na przykład jeden obszar może odnieść większe korzyści z cząstek na bazie żelaza, podczas gdy cząsteczki na bazie krzemu mogą być bardziej skuteczne w innych, mówią.

Analiza 123 opublikowanych badań naukowców wykazała, że ​​kilka nietoksycznych mineralnych substancji tlenowych może bezpiecznie promować wzrost planktonu. Twierdzą, że stabilność, obfitość ziemi i łatwość tworzenia tych materiałów sprawiają, że są one realnymi opcjami jako nawozy planktonowe.

Zespół przeanalizował również koszt tworzenia i dystrybucji różnych molekuł. Chociaż proces ten będzie znacznie droższy niż dodanie materiałów nieinżynieryjnych, będzie również znacznie bardziej wydajny.

Odniesienie: „Potential Use of Engineered Nanoparticles in Ocean Fertilization for Large-Scale Removal of Atmospheric Carbon Dioxide” autorzy: Peyman Babakhani, Tannabon Vinrat, Mohamed Balousha, Colaba Suratana, Carolyn L. Peacock i Benjamin S. Twining, Michael F. Hochela Jr. 28 listopada 2022 r., Dostępne tutaj. Nanotechnologia natury.
DOI: 10.1038/s41565-022-01226-w

Oprócz firmy Hochella w skład zespołu weszli badacze z Anglii, Tajlandii i kilku amerykańskich instytucji badawczych. Badanie zostało sfinansowane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych w ramach programu Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020”.