Golful Maine va fi locul de testare a siguranței și eficacității.
Cercetătorii Woods Hole, Adam Subhas (stânga) și Chris Murray, au efectuat o serie de experimente de laborator la începutul acestui an pentru a testa impactul unei substanțe alcaline, cunoscut sub numele de hidroxid de sodiu, asupra copepodilor din Golful Maine. Credit: Daniel Hentz/Woods Hole Instituție oceanografică
Mai târziu în această vară, o spirală fluorescentă roz-roșiatică va înflori în bazinul Wilkinson din Golful Maine, la aproximativ 40 de mile nord-est de Cape Cod. Oamenii de știință de la Woods Hole Oceanographic Instituția vor elibera colorantul netoxic de tracțiune în spatele vasului lor de cercetare, unde se va desfășura într-o pene temporară de o jumătate de mile, suficient de strălucitoare pentru a atrage atenția bărcilor trecătoare și chiar a sateliților.
Pe măsură ce se răspândește, cercetătorii își vor urmări mișcarea pentru a monitoriza un experiment strict controlat, aprobat federal, dacă oceanul poate fi conceput pentru a absorbi mai mult carbon și, la rândul său, ajută la combaterea crizei climatice.
Întrucât lumea se străduiește să rămână sub pragul de încălzire globală de 1,5 ° Celsius – un obiectiv stabilit în acordul de la Paris pentru a evita cele mai severe impacturi ale schimbărilor climatice – exploatații sunt de acord că reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră nu va fi suficientă pentru a evita depășirea acestei ținte. Cel mai recent grup interguvernamental privind raportul privind schimbările climatice, publicat în 2023, subliniază nevoia urgentă de a elimina activ și carbonul din atmosferă.
„Dacă dorim cu adevărat să avem o lovitură de atenuare a celor mai grave efecte ale schimbărilor climatice, eliminarea carbonului trebuie să înceapă să se extindă până la punctul în care poate suplimenta reducerile de emisii la scară largă”, a declarat Adam Subhas, un om de știință asociat în chimia marină și geochimia la Woods Hole Oceanographic Institution, care va supraveghea experimentul pe parcursul săptămânii.
Testul face parte din Proiect de localizare—Short pentru închiderea carbonului oceanic în raftul și panta de nord -est – pe care Subhas a condus -o începând cu 2023. Inițiativa de cercetare în curs de desfășurare este evaluarea eficacității și impactului asupra mediului al unei abordări de îndepărtare a dioxidului de carbon marin numit ocean alcalinititate (OAE).
Această metodă de îndepărtare a dioxidului de carbon marin implică adăugarea de substanțe alcaline în ocean pentru a -și spori capacitatea naturală de a neutraliza acizii produse de gazele cu efect de seră. Este promițător, a spus Subhas, pentru că are potențialul de a bloca carbonul permanent.
„Îmbunătățirea alcalinității oceanice are potențialul de a ajunge la un fel de gigatoni pe an de îndepărtare a carbonului, care este scara la care ar trebui să completați reducerea emisiilor”, a spus Subhas. “Odată ce alcalinitatea este dizolvată în apa de mare, reacționează cu dioxidul de carbon și formează bicarbonat – sodiu de copt dizolvat din punct de vedere dizolvat. Acest bicarbonat este una dintre cele mai stabile forme de carbon din ocean și poate rămâne închisă pentru zeci de mii, chiar și sute de mii de ani.”
Dar va trece mult timp până când acest lucru s -ar putea întâmpla la amploarea necesară pentru atenuarea schimbărilor climatice.
Potrivit lui Wil Burns, co-director al Institutului pentru Eliminarea Responsabilă a Carbonului la Universitatea Americană, între 6 și 10 gigatoni de carbon trebuie să fie eliminați anual din atmosferă până în 2050 pentru a îndeplini ținta climatică a Acordului de la Paris. „Este o sarcină titanică”, a spus el.
Majoritatea inițiativelor de îndepărtare a dioxidului de carbon marin, inclusiv a celor care implică OAE, sunt încă într -o etapă națională.
“We’re really far from having any of these technologies be mature,” said Lisa Levin, an oceanographer and professor at the Scripps Institution of Oceanography at the University of California San Diego, who spoke on a panel at the Conferința Oceanului al Națiunilor Unite din iunie Despre potențialele riscuri de mediu ale minierei și eliminarea dioxidului de carbon pe ecosistemele de mare adâncime. „Ne uităm la un deceniu până când orice eliminare serioasă de carbon marin pe scară largă va putea să se întâmple-sau mai mult.”
„Între timp, toată lumea recunoaște că ceea ce trebuie să facem este să reducem emisiile, să nu se bazeze pe scoaterea carbonului din atmosferă”, a spus ea.
Înlăturarea dioxidului de carbon marin
Până în prezent, majoritatea eforturilor de îndepărtare a carbonului s-au concentrat pe strategii bazate pe terenuri, cum ar fi plantarea copacilor, restabilirea solurilor și mașinile de construcție care captează dioxidul de carbon direct din aer. Cercetătorii explorează din ce în ce mai mult dacă oceanele ar putea ajuta.
„Privirea la oceane are mult sens atunci când vine vorba de îndepărtarea carbonului, deoarece oceanele sechestrează de 70 de ori mai mult Co2 decât surse terestre ”, a spus Burns. Ce se întâmplă dacă poate ține mai mult?
Această întrebare este atragerea atenției din ce în ce mai mari, nu numai de la oamenii de știință. În ultimii ani, un val de companii private au început să piloteze diverse metode de eliminare a carbonului din oceane.
“Este într -adevăr sectorul privat care împinge scalarea acestui lucru foarte repede”, a spus Subhas. În SUA și Canada, a spus el, există cel puțin patru companii care pilotează tehnici variate de îmbunătățire a alcalinității oceanice.
Anul trecut, EBB Carbon, un startup cu sediul în California, axat pe îndepărtarea dioxidului de carbon marin, a semnat un acord cu Microsoft pentru a elimina până la 350.000 de tone metrice de Co2 În următorul deceniu, folosind un proces de îmbunătățire a alcalinității oceanice care împarte apa de mare în fluxuri acide și alcaline. Curentul alcalin este apoi returnat la mare unde reacționează cu CO2 și îl depozitează ca bicarbonat, permițând oceanului să absoarbă mai mult dioxid de carbon din atmosferă. În schimb, Microsoft va fi Cumpărați credite de eliminare a carbonului de la pornire.
O altă companie numită Vesta, care are sediul central în San Francisco, folosește o abordare numită Captarea carbonului de coastă. Aceasta implică adăugarea de olivină fină la sol-un mineral colorat de măsline-verde, care apare în mod natural, pe plaje de nisip. De acolo, valurile și valurile oceanului o duc în mare. Olivina reacționează rapid cu apa de mare într -un proces cunoscut sub numele de intemperii îmbunătățite, crescând alcalinitatea oceanului. Compania și -a pilotat unul dintre proiectele lor în Duck, Carolina de Nord, anul trecut, unde a estimat că aproximativ 5.000 de tone metrice de dioxid de carbon vor fi eliminate prin capturarea carbonului de coastă după ce a reprezentat emisiile de proiect, Potrivit site -ului său web.
Dar aceste eforturi nu sunt lipsite de risc, a spus Burns de AU. „Trebuie să procedăm într -o manieră extrem de precauție”, a spus el.
Unii oameni de știință sunt îngrijorați de faptul că inițiativele OAE care implică olivină, care conține metale grele precum nichel și crom, pot dăuna vieții marine, a spus el. O altă preocupare este aceea că olivina ar putea înnora anumite zone ale oceanului și să blocheze lumina să pătrundă în adâncimi mai profunde. Dacă se introduce prea multă alcalinitate prea rapidă în zonele concentrate, a spus el, este posibil ca unele animale să nu se poată ajusta.
Alte proiecte de îndepărtare a dioxidului de carbon marin folosesc alte metode în afară de OAE. Unii implică adăugarea de fier în ocean pentru a stimula creșterea plantelor microscopice numite fitoplancton, care absoarbe dioxidul de carbon prin fotosinteză. Alții includ cultivarea fermelor pe scară largă de Kelp și alge marine, care absoarbe și dioxidul de carbon prin fotosinteză. Plantele marine pot fi apoi scufundate în oceanul adânc pentru a depozita carbonul pe care l -au absorbit.
În 2023, cercetătorii de la Woods Hole Oceanographic Institution au efectuat primul lor experiment de teren legat de OAE de pe vasul de cercetare de 90 de metri R/V Connecticut la sud de Massachusetts. Ca parte a acestui prim experiment, colorantul de urmărire a apei netoxice a fost eliberat în ocean. Cercetătorii și -au urmărit mișcarea prin apă timp de 72 de ore pentru a modela dispersia unui penaj de alcalinitate în timp.
Credit: Woods Hole Instituție oceanografică
În 2023, cercetătorii de la Woods Hole Oceanographic Institution au efectuat primul lor experiment de teren legat de OAE de pe vasul de cercetare de 90 de metri R/V Connecticut la sud de Massachusetts. Ca parte a acestui prim experiment, colorantul de urmărire a apei netoxice a fost eliberat în ocean. Cercetătorii și -au urmărit mișcarea prin apă timp de 72 de ore pentru a modela dispersia unui penaj de alcalinitate în timp. Credit: Woods Hole Instituție oceanografică
O tehnică care nu a fost încă încercată, dar poate fi pilotată în viitor, potrivit viziunilor oceanice nonprofit bazate pe știință, ar folosi o nouă tehnologie pentru a accelera procesul natural al oceanului de transfer de apă de suprafață și carbon în oceanul adânc. Asta se numește Downwelling artificial. Într-un proces invers-ascensiune artificială-apele bogate în nutrienți din oceanul adânc ar fi pompate la suprafață pentru a stimula creșterea fitoplanctonului.
Până în prezent, Levinul UC San Diego a spus că nu este convinsă că aceste încercări vor duce la eliminarea impactantă a carbonului.
„Nu cred că oceanul va fi vreodată o parte foarte mare a acestei soluții”, a spus ea. Cu toate acestea, a adăugat ea, „S -ar putea să fie parte a soluției de depozitare. În acest moment, oamenii se uită la injectarea dioxidului de carbon care este eliminat din activitățile din industrie pe uscat și îl transportă în ocean și îl injectează în bazalt.”
Levin a spus că este, de asemenea, îngrijorată că nu știm încă suficient despre consecințele modificării proceselor oceanice naturale.
„Sunt îngrijorat de câte încercări pe teren ar fi necesare pentru a înțelege de fapt ce s-ar întâmpla și dacă am putea înțelege cu adevărat riscul de mediu al unei operații complet reduse”, a spus ea.
Experimentul
Majoritatea proiectelor de eliminare a dioxidului de carbon marin care au început deja sunt semnificativ mai mari la scară decât experimentul de localizare, pe care Subhas estimează2.
Dar, a subliniat el, obiectivul acestui proiect nu este de a concura ca mărime sau scară. El a spus că scopul este de a oferi cercetări academice independente care să poată ajuta la ghidarea și informarea viitorului acestei industrii și să se asigure că nu are repercusiuni negative asupra mediului marin.
El a spus că există o anumită îngrijorare că entitățile comerciale pot urmări inițiative OAE pe scară largă pentru a valorifica piața de carbon voluntară în creștere, fără a efectua mai întâi teste adecvate pentru siguranță și eficacitate. Spre deosebire de aceste inițiative, nu există niciun profit care să fie obținut din localizare. Nu vor fi vândute credite de carbon, a spus Subhas.
Proiectul este finanțat printr -o colecție de surse guvernamentale și filantropice, inclusiv Administrația Națională Oceanică și Atmosferică și Inițiativa Carbon to Seaun non -profit care reunește finanțatorii și oamenii de știință pentru a sprijini cercetarea și tehnologia de eliminare a dioxidului de carbon marin.
„Simțim într -adevăr că este necesar ca comunitatea științifică să ofere o știință transparentă, de încredere și riguroasă pentru a evalua aceste lucruri, deoarece aceste activități se întâmplă în prezent și se scalează în ocean de către sectorul privat”, a spus Subhas.
Procesul de teren de localizare din bazinul Wilkinson va fi primul experiment „numai academic” OAE, realizat de pe o navă din apele americane. Este, de asemenea, primul de acest fel care a primit un permis de la Agenția pentru Protecția Mediului În conformitate cu Legea privind protecția, cercetarea și sanctuarele marine.
„Nu există nicio cercetare în trecut sau planificată care să se apropie chiar de a oferi o oportunitate de învățare pe care această cercetare o asigură OAE în mediul pelagic”, a spus Antonius Gagern, Antonius Gagern, care se referă la experimentul pe mare deschis.
Permisul a fost acordat în aprilie după un an de consultări între APE și alte agenții federale.
În perioadele de comentarii publice ale procesului, comentatorii și -au exprimat îngrijorările cu privire la impactul potențial asupra vieții marine, inclusiv balenele drepte din Atlanticul de Nord, pe care le mănâncă, pe care le mănâncă, pe care le mănâncă, pe care le mănâncă copepode și larve pentru pescuitul de calamar și macrorist important din punct de vedere comercial. Într-un răspuns scris la unele dintre aceste comentarii, EPA a declarat că proiectul la scară mică “demonstrează SC rigoare ientifică”Și este„nu se așteaptă să afecteze semnificativ sănătatea umană, mediul marin sau alte utilizări ale oceanului. ”
Subhas și echipa sa interdisciplinară de chimiști, biologi, ingineri și fizicieni din Woods Hole au petrecut ultimii ani planificând acest experiment și efectuând o serie de încercări la laboratorul lor pe Cape Cod pentru a se asigura că pot executa în siguranță și monitorizează eficient rezultatele testului în apă deschisă pe care le vor efectua în această vară în Gulf of Maine.
Ei au testat în mod specific efectele hidroxidului de sodiu – o substanță alcalină cunoscută și sub denumirea de lie sau sodă caustică – pe microbi marini, fitoplancton și copepode, o sursă de hrană crucială pentru multe specii marine din regiune, în plus față de balenele drepte. „Am ales hidroxid de sodiu pentru că este incredibil de pur”, a spus Subhas. Este utilizat pe scară largă în SUA Reduceți aciditatea în apa potabilă.
De asemenea, ajută la combaterea acidificării oceanice, potrivit Subhas. „Este ca Tums pentru ocean”, a spus el.
Acidificarea oceanului are loc atunci când oceanul absoarbe excesul de dioxid de carbon, ceea ce face ca pH -ul său să cadă. Acest lucru face mai greu pentru corali, krill și crustacee precum stridii și scoici să -și dezvolte cochilii sau scheletele de carbonat de calciu.
În această lună, echipa intenționează să elibereze 50 de tone de hidroxid de sodiu într-o zonă desemnată a bazinului Wilkinson din spatele unuia dintre cele două vase de cercetare care participă la operațiunea de localizare.
Bazinul este un loc ideal de testare, potrivit Subhas, deoarece există o prezență mică de fitoplancton, zooplancton, larve de pește comercial și specii pe cale de dispariție, inclusiv unele balene, în acest sezon. Cu toate acestea, ca măsură de precauție, Woods Hole a contractat un observator de specii protejate pentru a ține o privire asupra speciilor marine și a atenua daunele potențiale dacă sunt observate. Acea persoană va fi la bord în timp ce nava călătorește către și de pe site -ul de încercare pe teren, inclusiv în timp ce echipa eliberează hidroxidul de sodiu în ocean.
Substanța alcalină va fi dispersată peste patru până la 12 ore de pe spatele unuia dintre vasele de cercetare, împreună cu colorantul de tracțiune cu apă roșie fluorescent nentoxic numit rodamină. Colorantul va ajuta la urmărirea locației și a răspândirii hidroxidului de sodiu odată eliberat în ocean, iar trezirea navei va ajuta la amestecarea soluției cu apa oceanului.
După aproximativ o oră, a spus Subhas, se va forma într -un petic de apă „roz” care poate fi ridicat pe sateliți. „Vom face poze din spațiu și ne vom uita la modul în care acest tip de patch -uri evoluează, se diluează și se întinde și se dispersează de -a lungul timpului.”
Timp de o săptămână după aceea, oamenii de știință la bordul navelor vor lua schimbări rotative pentru a colecta date în jurul ceasului. Aceștia vor implementa drone și vor analiza peste 20 de tipuri de eșantioane din vasul de cercetare pentru a monitoriza modul în care apele din jur și viața marină răspund la experiment. Vor urmări schimbările în chimia oceanului, nivelurile de nutrienți, populațiile de plancton și claritatea apei, măsurând în același timp aciditatea și Co -Dizolved Co2.
În martie, echipa a făcut o alergare uscată pe scară largă a dispersiei la o instalație de testare în aer liber pe o bază navală din New Jersey. Potrivit Subhas, procesul și -a demonstrat capacitatea de a livra în siguranță și eficient alcalinitate către apa de mare suprafață.
„Următorul pas este să poți măsura absorbția de carbon din apa de mare – din atmosferă în apa de mare”, a spus el. Acesta este un proces mai lent. El a spus că se așteaptă să aibă rezultate preliminare asupra absorbției de carbon, precum și a impactului asupra mediului, la începutul anului viitor.
Această poveste a apărut inițial pe În interiorul știrilor climatice.
