Πώς η γεωργική γη μπορεί να καταπολεμήσει την υπερθέρμανση του πλανήτη

Οι επιτόπιες δοκιμές αποκαλύπτουν άνθρακα που αποθηκεύεται στο έδαφος ακόμη και σε ξηρά κλίματα.

Η προσθήκη θρυμματισμένων ηφαιστειακών πετρωμάτων σε γεωργικές εκτάσεις μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην απομάκρυνση του άνθρακα από τον αέρα. Σε μια επιτόπια μελέτη, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Ντέιβις και στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ διαπίστωσαν ότι η τεχνολογία αποθηκεύει άνθρακα στο έδαφος ακόμη και κατά τη διάρκεια της ακραίας ξηρασίας στην Καλιφόρνια. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Επικοινωνίες περιβαλλοντικής έρευνας.

Η βροχή συλλαμβάνει το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα καθώς πέφτει και αντιδρά με το ηφαιστειακό πέτρωμα για να παγιδεύσει τον άνθρακα. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται διάβρωση των βράχων, μπορεί να διαρκέσει εκατομμύρια χρόνια και είναι πολύ αργή για να αντισταθμίσει την υπερθέρμανση του πλανήτη. Αλλά με τη σύνθλιψη των βράχων σε λεπτή σκόνη, η ταχύτητα της διάβρωσης των βράχων αυξάνεται. πρώην σπουδές Έχει υπολογιστεί ότι αυτή η «ενισχυμένη» διάβρωση των βράχων θα μπορούσε να αποθηκεύσει 215 δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα τα επόμενα 75 χρόνια εάν εξαπλωθεί σε αγροτικές εκτάσεις παγκοσμίως.

Αλλά μέχρι στιγμής αυτή η τεχνολογία δεν έχει δοκιμαστεί πεδίου σε ξηρά κλίματα.

Ερευνητές από το UC Davis ανακάλυψαν ότι η προσθήκη θρυμματισμένων ηφαιστειακών πετρωμάτων σε γεωργικές εκτάσεις μπορεί να αφαιρέσει το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα. Αυτή η «βελτιωμένη» διάβρωση των βράχων λειτουργεί ακόμη και σε ξηρά κλίματα. Πίστωση: Amy Quinton/UC Davis

«Αυτές οι αντιδράσεις απαιτούν νερό», είπε η επικεφαλής συγγραφέας Iris Holzer, υποψήφια διδάκτορας στο έδαφος και τη βιογεωχημεία στο Τμήμα Γης, Αέρας και Υδάτινων Πόρων στο UC Davis. “Επειδή μας ενδιαφέρει το δυναμικό της παγκόσμιας αποθήκευσης άνθρακα για ενισχυμένες καιρικές συνθήκες, πρέπει να καταλάβουμε εάν μπορεί να λειτουργήσει σε αυτά τα πιο ξηρά κλίματα και εάν οι διαφορετικές μέθοδοι μέτρησης είναι αποτελεσματικές. Ήμασταν ενθουσιασμένοι που παρακολουθήσαμε την αφαίρεση άνθρακα σε αυτό το περιβάλλον.”

Ξηρές εκτάσεις Καλιφόρνια: ένα νέο σύνορο για την αποθήκευση άνθρακα

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν θρυμματισμένο βράχο, βασάλτη και ολιβίνη, σε 5 στρέμματα αγρανάπαυσης καλαμποκιού στην κοιλάδα του Σακραμέντο. Συγκέντρωσαν μετρήσεις κατά τους χειμερινούς μήνες 2020-2021. Η Καλιφόρνια υπέφερε από έντονη ξηρασία εκείνη την εποχή, με τις βροχοπτώσεις να αγγίζουν το 41% ​​του ιστορικού μέσου όρου της.

Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα αγροτεμάχια που περιείχαν θρυμματισμένο βράχο αποθήκευσαν 0,15 τόνους διοξειδίου του άνθρακα ανά εκτάριο (2,47 στρέμματα) κατά τη διάρκεια της μελέτης σε σύγκριση με οικόπεδα χωρίς θρυμματισμένο βράχο. Αν και οι ερευνητές αναμένουν διαφορετικούς ρυθμούς καιρικών συνθηκών σε διαφορετικά περιβάλλοντα, εάν αυτή η ποσότητα άνθρακα αφαιρούνταν σε όλη τη γεωργική γη της Καλιφόρνια, θα ισοδυναμούσε με την απομάκρυνση 350.000 αυτοκινήτων από το δρόμο κάθε χρόνο.

Ένας διασκορπιστής ξεφορτώνει θρυμματισμένο βράχο βασάλτη σε αγρανάπαυση με καλαμπόκι στην Κεντρική Κοιλάδα. Πίστωση: Amy Quinton/UC Davis

Συνέπειες και μελλοντικές κατευθύνσεις

«Βλέπουμε σίγουρα ενδείξεις για καιρικές συνθήκες που συμβαίνουν σε σύντομες χρονικές κλίμακες», είπε ο Holzer. «Ακόμη και οι σπάνιες έντονες βροχοπτώσεις που έχουμε στα δυτικά μπορεί να είναι αρκετές για να ενισχύσουν τις καιρικές συνθήκες των βράχων και να αφαιρέσουν το διοξείδιο του άνθρακα».

Η μέτρηση και η επαλήθευση της αποθήκευσης άνθρακα σε μεγαλύτερες κλίμακες και η παρακολούθηση της με την πάροδο του χρόνου είναι η επόμενη πρόκληση, είπε ο Holzer.

Το σαράντα ένα τοις εκατό της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από ξηρές εκτάσεις που επεκτείνονται λόγω της κλιματικής αλλαγής. Αυτό καθιστά τη μελέτη της ενισχυμένης διάβρωσης των βράχων σε ξηρές περιοχές όλο και πιο σημαντική, είπαν οι ερευνητές.

«Όταν πρόκειται για την κάμψη της παγκόσμιας καμπύλης άνθρακα, βρισκόμαστε σε έναν αγώνα δρόμου ενάντια στο χρόνο», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Benjamin Z. Holton, κοσμήτορας του Κολλεγίου Γεωργίας και Επιστημών της Ζωής του Πανεπιστημίου Cornell. «Η μελέτη μας δείχνει έναν νέο τρόπο επαλήθευσης της απομάκρυνσης του διοξειδίου του άνθρακα μέσω ενισχυμένων καιρικών συνθηκών και είναι ένα κρίσιμο άλμα προς τα εμπρός για την κλιμάκωση αυτής της τεχνολογίας σε γεωργικές εκτάσεις σε όλο τον κόσμο».

Παραπομπή: «Άμεσες αποδείξεις για την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας μέσω ενισχυμένων καιρικών συνθηκών σε εδάφη γεωργικών εκτάσεων» από τους Iris O. Holzer, Malika A. Nocco και Benjamin Z. Holton, 18 Οκτωβρίου 2023, Επικοινωνίες περιβαλλοντικής έρευνας.
doi: 10.1088/2515-7620/acfd89

Άλλοι συγγραφείς περιλαμβάνουν τη Malaika Nocco, του Τμήματος Γης, Αέρας και Υδάτινων Πόρων στο UC Davis.

Η έρευνα, μέρος του Κέντρου Καινοτομίας Γης Εργασίας, χρηματοδοτήθηκε από το Συμβούλιο Στρατηγικής Ανάπτυξης της Καλιφόρνια, το Ίδρυμα Grantham και τους Roger Sant και Doris Matsui. Aggregates and Mining Company, SGI, μια εταιρεία Standard Industries, δώρισε θρυμματισμένο πέτρωμα βασάλτη από την τοποθεσία της στο Ion της Καλιφόρνια.