Исследователи проанализировали метод геоинженерии «растворения горных пород»

В новом исследовании, опубликованном сегодня, проанализированы преимущества и побочные эффекты растворения частиц в поверхностных водах океанов для увеличения поглощения углекислого газа (CO₂) и снижения его избытка в атмосфере.

Исследование, опубликованное 22 января в журнале Environmental Research Letters издательства IOP Publishing, оценивает влияние растворения природного минерала оливина и рассчитывает, насколько эффективен этот подход для сокращения атмосферного CO₂.

Учёные из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене, Германия, подсчитали, что если ежегодно вносить в океаны три гигатонны оливина, это может компенсировать лишь около 9% современных антропогенных выбросов CO₂.

Этот давно обсуждаемый «быстрый» метод геоинженерии имеет экологические недостатки: частицы необходимо измельчить до очень малых размеров (около одного микрометра), чтобы они были эффективны. Сам процесс измельчения потребует энергии и, следовательно, приведёт к выбросам CO₂, объём которых зависит от типа электростанций.

Ведущий автор исследования Питер Кёлер заявил: «Наши оценки на основе литературы энергозатрат на измельчение оливина до такого размера показывают, что при современной технологии около 30% CO₂, извлечённого из атмосферы и поглощённого океанами, будет повторно выброшено в процессе измельчения».

Исследователи использовали компьютерную модель для оценки воздействия шести различных сценариев растворения оливина. Оливин — это распространённый магний-силикат, залегающий под поверхностью Земли, который быстро выветривается при контакте с водой и воздухом. В природной среде он растворяется углекислотой, образующейся из атмосферного CO₂ и дождевой воды.

При распределении оливина на поверхности океана он начинает растворяться, повышая щёлочность воды. Это увеличивает способность океана поглощать CO₂ из атмосферы посредством газообмена.

Согласно исследованию, 92% CO₂, поглощённого океанами, будет обусловлено изменениями химического состава воды, а оставшаяся часть — изменениями в морской жизни в процессе, известном как удобрение океана. Этот процесс предполагает снабжение фитопланктона питательными веществами для стимулирования его роста. Увеличение численности фитопланктона, который использует CO₂ для роста, приводит к тому, что после его гибели CO₂ уносится на дно океана.

«В нашем исследовании мы изучили влияние только силиката в оливине. Силикат является лимитирующим питательным веществом для диатомовых водорослей — особого класса фитопланктона. Наша модель показала, что дополнительное поступление силиката сместит видовой состав фитопланктона в сторону диатомей», — отметил Кёлер.

Исследователи также выяснили, может ли внесение оливина противодействовать закислению океана, которое продолжает оказывать глубокое влияние на морскую жизнь. Они подсчитали, что для полной нейтрализации современных антропогенных выбросов CO₂ потребуется растворять около 40 гигатонн оливина в год.

«Для реализации этого метода геоинженерии потребуется индустрия размером с современную угольную промышленность, чтобы добыть необходимое количество оливина. Для его распределения, по нашим оценкам, потребуется 100 специальных крупных судов», — сказал Кёлер.

Подводя итог, он отметил: «Сопоставив все наши выводы — в основном энергозатраты на обработку и прогнозируемое потенциальное воздействие на морскую биологию — мы оцениваем этот подход как довольно неэффективный. Это определённо не простое решение проблемы глобального потепления».