Добавление измельченной породы на сельхозугодья извлекает углерод из воздуха, показывают полевые испытания

Добавление измельченной вулканической породы на пахотные земли может играть ключевую роль в удалении углерода из воздуха. В полевом исследовании ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе и Корнеллского университета обнаружили, что эта технология удерживала углерод в почве даже в условиях экстремальной засухи в Калифорнии. Исследование опубликовано в журнале Environmental Research Communications.

Дождь захватывает углекислый газ из воздуха во время падения и, реагируя с вулканической породой, связывает углерод. Этот процесс, называемый выветриванием горных пород, может занимать миллионы лет — слишком медленно, чтобы компенсировать глобальное потепление. Но измельчение породы в мелкую пыль ускоряет выветривание. Предыдущие исследования оценивали, что такое «усиленное» выветривание пород могло бы связать 215 миллиардов тонн CO₂ в течение следующих 75 лет, если его применять на сельхозугодьях по всему миру.

До сих пор технология не проходила полевых испытаний в засушливом климате.

«Эти реакции требуют воды, — сказала ведущий автор Айрис Хольцер, докторант по почвам и биогеохимии в Департаменте земельных, воздушных и водных ресурсов Калифорнийского университета в Дэвисе. — Поскольку мы заинтересованы в глобальном потенциале усиленного выветривания для хранения углерода, нам нужно понять, может ли оно работать в этих более сухих климатических условиях и эффективны ли разные подходы к измерениям. Мы были рады наблюдать удаление углерода в этой среде».

Исследователи внесли измельченную породу (метабазальт и оливин) на 5 акрах (около 2 га) заброшенного кукурузного поля в долине Сакраменто. Измерения проводились в зимние месяцы 2020-2021 годов, когда в Калифорнии наблюдалась экстремальная засуха с уровнем осадков 41% от исторической средней нормы.

Исследование показало, что на участках с измельченной породой за период исследования было запасено 0,15 тонны CO₂ на гектар по сравнению с участками без породы. Хотя ученые ожидают разной скорости выветривания в разных условиях, если бы такое количество углерода удалялось на всех сельхозугодьях Калифорнии, это было бы эквивалентно ежегодному удалению с дорог 350 000 автомобилей.

«Мы определенно видим свидетельства процессов выветривания, происходящих в короткие сроки, — сказала Хольцер. — Даже нечастые сильные дожди, которые бывают на Западе, могут быть достаточными для запуска усиленного выветривания пород и удаления углекислого газа».

Сорок один процент поверхности суши Земли покрыт засушливыми землями, площадь которых увеличивается из-за изменения климата. Исследователи заявили, что это делает изучение усиленного выветривания в аридных регионах все более важным.

«Когда дело доходит до изменения глобальной кривой углерода, мы участвуем в гонке со временем, — сказал старший автор Бенджамин З. Хоултон, дейн Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Корнеллского университета. — Наше исследование демонстрирует новый способ проверки удаления углекислого газа с помощью усиленного выветривания, что является критически важным шагом вперед для масштабирования этой технологии на сельхозугодьях по всему миру».