Разбрасывание щебня на фермах может поглотить 1 миллиард тонн CO2

Согласно анализу глобального потенциала метода, разбрасывание измельченных силикатных пород, таких как базальт, на полях может ежегодно удалять из атмосферы до 1,1 миллиарда тонн углекислого газа, одновременно повышая урожайность сельскохозяйственных культур. Но некоторые исследователи сомневаются, действительно ли эта цифра достижима.

Известный как усиленное выветривание горных породЭтот метод ускоряет разрушение горных пород дождевой водой — естественный процесс, который на протяжении миллионов лет переносил CO2 из атмосферы в океан и способствовал охлаждению планеты в тепличные периоды Земли. Фермеры веками разбрасывали по полям молотый известняк, чтобы улучшить усвоение питательных веществ сельскохозяйственными культурами.

«Основное преимущество заключается в том, что мы своего рода растворяем атмосферный CO2 посредством химических реакций», — говорит Чуан Ляо в Корнеллском университете в Нью-Йорке. «И есть также некоторые побочные преимущества, такие как добавление… магния и потенциально кальция в качестве дополнения к питательным веществам почвы».

Поскольку выбросы продолжают растиОрган ООН по климату заявил, что человечеству потребуется удаление углерода ограничить глобальное потепление уровнем на 1,5°C выше доиндустриального уровня. Такие страны, как Бразилия, поощряют усиленное выветривание горных пород, чтобы сократить выбросы и затраты на удобрения. В прошлом году индийский стартап по улучшению атмосферных воздействий под названием Mati Carbon выиграл главный приз в размере 50 миллионов долларов на конкурсе Илона Маска XPRIZE за крупномасштабный потенциал удаления углерода.

Атмосферный CO2 растворяется в дожде с образованием углекислоты. В силикатных породах он реагирует с диоксидом кремния и металлами, удерживая CO2 в ионах бикарбоната. Бикарбонат вымывается в реки и океан, где он может оставаться растворенным на протяжении тысячелетий или включаться в экзоскелет из карбоната кальция моллюсков, кораллов и морских ежей. Дробление камней подвергает большую площадь поверхности воздействию дождя, что увеличивает удаление CO2.

Исследования показали, что, исходя из того, сколько камней может поместиться на фермерских полях, усиленное выветривание камней может привести к сокращению выбросов CO2 на 5 миллиардов тонн в год в этом столетии. Ляо и его коллеги «проверили реальность» этих оценок, учтя, насколько быстро фермеры осваивают другие инновации, такие как ирригация, и насколько эффективным может быть выветривание в разных регионах.

Они смоделировали сценарии как с ограниченным, так и с широким распространением усиленного выветривания и обнаружили, что этот метод может удалять от 350 до 750 миллионов тонн CO2 в год к 2050 году и от 700 миллионов до 1,1 миллиарда тонн в год к 2100 году. Для сравнения, глобальные выбросы CO2 от ископаемого топлива в 2025 году составили около 38 миллиардов тонн.

Хотя первоначально большая часть этого удаления будет осуществляться Европой и Северной Америкой, их опередят Азия, Латинская Америка и страны Африки к югу от Сахары, поскольку будут созданы цепочки поставок силикатных пород и снизятся затраты. Более высокие температуры и осадки ускоряют выветривание в этих регионах, потенциально позволяя местным фермерам продавать больше кредитов на удаление углерода за тонну разбросанных пород.

«[For] фермеров на Глобальном Юге, через десятилетия у них будет меньше препятствий для этого», — говорит Ляо.

Однако, Маркус развод из Института климатически оптимизированного сельского хозяйства Тюнена в Германии и его коллеги утверждают в недавнем исследовании бумага что подобные прогнозы замалчивают основные неопределенности в отношении усиленного выветривания горных пород. Например, если не идет дождь и почва остается сухой, удаление углерода может увеличиться до 25 раз. помедленнее. По словам Шидунга, оценка в 1,1 миллиарда тонн удаления углерода, вероятно, будет завышена.

В почвах с высоким pH осадки могут выветривать карбонаты в земле, а не в щебне. По его словам, в конечном итоге они будут снова преобразованы в карбонаты в океане, выделяя CO2 и не приводя к полному удалению углерода. В почвах с низким pH естественные кислоты могут вступать в реакцию с щебнем, и углерод не будет удаляться с осадками. По мере снижения кислотности почвы выбросы CO2 от микробов увеличиваются.

Более того, в некоторых случаях при добыче и транспортировке камня на ферму может выделяться больше углерода, чем удаляется, говорит Шидунг.

«Я скептик», — говорит он. «Мы должны быть уверены, что CO2 поглощается. В противном случае мы рискуем что-то измерить. [removing carbon]но где-то в другом месте он высвобождается снова, что вполне вероятно и произойдет в этой сложной геохимической системе».

Некоторые также опасаются, что усиленное выветривание горных пород может привести к попаданию токсинов в продукты питания. Оливин, горная порода, на которой основаны прогнозы Ляо, содержит тяжелые металлы, такие как никель и хром.

По данным, оставшаяся порода на большинстве существующих шахт также загрязнена металлами. Дэвид Мэннинг в Университете Ньюкасла, Великобритания. Вместо этого странам, вероятно, придется открыть огромное количество базальтовых карьеров, что потребует времени и денег.

«Одна гигатонна CO2, удаляемая в год, требует 5 гигатонн породы в год, и это камень преткновения, потому что никто не знает, откуда берется эта порода», — говорит Мэннинг. «Это серьезное препятствие для роста».