حل لفرط ثاني أكسيد الكربون؟ دراسة جديدة تقترح تسميد المحيط

إن بذر المحيطات بأسمدة نانوية يمكن أن يخلق بالوعة كربونية كبيرة تشتد الحاجة إليها. الائتمان: رسم توضيحي لستيفاني كينج | مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني

الأسمدة القائمة على الحديد على شكل جزيئات نانوية لديها القدرة على تخزين ثاني أكسيد الكربون الزائد في المحيط.

فريق دولي من الباحثين بقيادة مايكل هوشيلا من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني يقترح أن استخدام الكائنات الدقيقة يمكن أن يكون حلاً لتلبية الحاجة الملحة لإزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من بيئة الأرض.

أجرى الفريق تحليلاً نُشر في المجلة تقنية النانو الطبيعة، حول إمكانية زرع بذور للمحيطات بجزيئات الأسمدة الهندسية الغنية بالحديد بالقرب من عوالق المحيط ، والنباتات المجهرية الحاسمة في النظام البيئي للمحيطات ، لتعزيز النمو وامتصاص ثاني أكسيد الكربون من العوالق النباتية.

قال هوشيلا ، زميل مختبر في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني: “الفكرة هي زيادة العمليات الحالية”. لقد قام البشر بتخصيب الأرض لزراعة المحاصيل لعدة قرون. يمكننا أن نتعلم تسميد المحيطات بطريقة مسؤولة “.

مايكل هوشيلا عالم جيوكيميائي بيئي معترف به دوليًا. الائتمان: Virginia Tech Photographic Services

في الطبيعة ، تصل المغذيات من الأرض إلى المحيطات عبر الأنهار وتنفخ الغبار لتخصيب العوالق. يقترح فريق البحث نقل هذه العملية الطبيعية خطوة إلى الأمام للمساعدة في إزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد عبر المحيط. لقد درسوا الأدلة التي تشير إلى أن إضافة مجموعات محددة من المواد المصممة بعناية يمكن أن تخصب المحيطات بشكل فعال ، مما يشجع العوالق النباتية على العمل كبالوعة للكربون. سوف تمتص الكائنات الحية الكربون بكميات كبيرة. ثم ، عندما يموتون ، سوف يغرقون في أعماق المحيط ، آخذين معهم الكربون الزائد. يقول العلماء إن هذا الإخصاب المقترح سيؤدي ببساطة إلى تسريع عملية طبيعية تقوم بالفعل بحبس الكربون بأمان في شكل يمكن أن يزيله من الغلاف الجوي لآلاف السنين.

قال هوشيلا “في هذه المرحلة ، الوقت هو الجوهر”. “لمكافحة ارتفاع درجات الحرارة ، يجب أن نخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون على نطاق عالمي. إن دراسة جميع خياراتنا ، بما في ذلك استخدام المحيطات كبالوعة لثاني أكسيد الكربون ، يمنحنا أفضل فرصة لتبريد الكوكب “.

استخلاص الرؤى من الأدب

جادل الباحثون في تحليلهم بأن الجسيمات النانوية المُهندَسة تقدم العديد من السمات الجذابة. يمكن التحكم فيها بشكل كبير ومعاينة بشكل خاص لبيئات المحيطات المختلفة. يمكن أن تساعد الطلاءات السطحية الجسيمات على الالتصاق بالعوالق. تتمتع بعض الجسيمات أيضًا بخصائص امتصاص الضوء ، مما يسمح للعوالق باستهلاك واستخدام المزيد من ثاني أكسيد الكربون. يمكن أيضًا ضبط النهج العام لتلبية احتياجات بيئات المحيطات المحددة. على سبيل المثال ، قد تستفيد منطقة واحدة أكثر من الجسيمات التي أساسها الحديد ، في حين أن الجسيمات القائمة على السيليكون قد تكون أكثر فاعلية في أماكن أخرى ، كما يقولون.

أظهر تحليل الباحثين لـ 123 دراسة منشورة أن العديد من مواد الأكسجين المعدني غير السامة يمكن أن تعزز نمو العوالق بأمان. يجادلون بأن الاستقرار ووفرة الأرض وسهولة إنشاء هذه المواد تجعلها خيارات قابلة للتطبيق كأسمدة للعوالق.

قام الفريق أيضًا بتحليل تكلفة إنشاء وتوزيع جزيئات مختلفة. في حين أن العملية ستكون أكثر تكلفة بكثير من إضافة مواد غير هندسية ، إلا أنها ستكون أيضًا أكثر فعالية بشكل ملحوظ.

المرجع: “الاستخدام المحتمل للجسيمات النانوية المهندسة في تخصيب المحيطات لإزالة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على نطاق واسع” بقلم بيمان باباخاني ، وتانابون فينرات ، ومحمد بعلوشة ، وكولابا سوراتانا ، وكارولين إل.بيكوك ، وبنيامين إس. توينينج ، ومايكل إف هوشيلا جونيور ، 28 تشرين الثاني (نوفمبر) 2022 ، تقنية النانو الطبيعة.
DOI: 10.1038 / s41565-022-01226-w

بالإضافة إلى Hochella ، ضم الفريق باحثين من إنجلترا وتايلاند وعدة مؤسسات بحثية مقرها الولايات المتحدة. تم تمويل الدراسة من قبل مجلس البحوث الأوروبي في إطار برنامج البحث والابتكار التابع للاتحاد الأوروبي Horizon 2020.