Эффективное решение проблемы изменения климата может лежать в скалах у нас под ногами

Эффективное решение проблемы изменения климата может лежать в скалах у нас под ногами
Выветривание таких пород, как эти базальтовые образования в Айдахо, запускает химические процессы, которые удаляют углекислый газ из воздуха.
Мэттью Диллон / Flickr, CC BY

Почему климат Земли оставался таким стабильным на протяжении геологического времени? Ответ может вас потрясти.

Камни, особенно те, которые образовались в результате вулканической активности, играют решающую роль в поддержании долгосрочной стабильности климата Земли и циркуляции углекислого газа между сушей, океанами и атмосферой.

Ученые знали десятилетия что выветривание горных пород - химическое разложение минералов в горах и почвах - удаляет углекислый газ из атмосферы и превращает его в стабильные минералы на поверхности планеты и в океанских отложениях. Но поскольку этот процесс длится миллионы лет, он слишком слаб, чтобы компенсировать современное глобальное потепление от деятельности человека.

Повреждение зданий и памятников кислотным дождем, таких как статуя из песчаника в Дрездене, Германия, является формой химического выветривания.Повреждение зданий и памятников кислотным дождем, таких как статуя из песчаника в Дрездене, Германия, является формой химического выветривания. Slick / Википедия

Теперь, однако, развивающаяся наука - в том числе в Калифорнийском объединении по борьбе с изменением климата »(C4) Инновационный центр рабочих земель - показывает, что можно ускорить темпы выветривания горных пород. Усиление выветривания горных пород может замедлить глобальное потепление и улучшить здоровье почвы, что позволит более эффективно выращивать сельскохозяйственные культуры и укрепить продовольственную безопасность.

Рок химия

Многие процессы погодные скалы на поверхности Земли под влиянием химии, биологии, климата и тектоники плит. Преобладающая форма химического выветривания возникает, когда углекислый газ соединяется с водой в почве и океане, образуя углекислоту.

Около 95% земной коры и мантия - толстый слой между корой планеты и ее ядром - состоит из силикатные минералы, которые представляют собой соединения кремния и кислорода. Силикаты являются основным ингредиентом большинства магматических пород, которые образуются при охлаждении и затвердевании вулканического материала. Такие породы составляют около 15% земной поверхность земли.


 Получите последние новости от InnerSelf


Когда углекислота вступает в контакт с определенными силикатными минералами, она запускает химический процесс, известный как Реакция Юри. Эта реакция вытягивает газообразный диоксид углерода из атмосферы и объединяет его с водой и силикатами кальция или магния, образуя два иона бикарбоната. Как только углекислый газ попадает в эти карбонаты почвы или в конечном итоге вымывается в океан, он больше не согревает климат.

эффективное решение проблемы изменения климата может лежать в скалах у нас под ногамиКогда угольная кислота растворяет минералы силиката кальция и магния, они распадаются на растворенные соединения, некоторые из которых содержат углерод. Эти материалы могут течь в океан, где морские организмы используют их для создания раковин. Позже ракушки закапываются в океанические отложения. Вулканическая деятельность выбрасывает часть углерода обратно в атмосферу, но большая часть его остается погребенной в скалах на протяжении миллионов лет. Греташум / Википедия, CC BY-SA

Реакция Юри протекает с большей скоростью, когда богатые силикатом горы, такие как Гималаи, подвергают свежий материал воздействию атмосферы - например, после оползня - или когда климат становится более жарким и влажным. Недавние исследования показывают, что люди могут значительно ускорить этот процесс, чтобы помочь в борьбе с современным глобальным потеплением.

Ускоренное выветривание

Самый большой предел выветривания - это количество силикатных минералов, открытых в любой момент времени. Измельчение вулканических силикатных пород в мелкий порошок увеличивает площадь поверхности, доступную для реакций. Кроме того, добавление этой каменной пыли в почву подвергает ее воздействию корней растений и почвенных микробов. И корни, и микробы выделяют углекислый газ, разлагая органические вещества в почве. В свою очередь, это увеличивает концентрацию углекислоты, которая ускоряет выветривание.

Одно недавнее исследование британских и американских ученых предполагает, что добавление тонкоизмельченной силикатной породы, такой как базальт, во все пахотные почвы в Китае, Индии, США и Бразилии может вызвать выветривание, которое устранит более 2 миллиардов тонн углекислого газа из атмосферы каждый год. Для сравнения, в США выбросили около 5.3 млрд тонн углекислого газа в 2018 году.

Фермерство с камнями

Одним из неотразимых аспектов усиленного выветривания является то, что в исследованиях контролируемой среды, включающих базальтовые добавки в почву, урожайность зерновых улучшается за счет примерно 20%.

По мере того, как базальт выветривается, он увеличивает жизненно важные питательные вещества для растений, которые могут повысить урожайность и урожайность. Минеральные питательные вещества, такие как кальций, калий и магний, улучшают здоровье почвы. Фермеры были внесение в почву минералов на протяжении веков, так что в концепции нет ничего нового.

Внесение извести на поле в Девоне, Англия, для улучшения качества почвы.Внесение извести на поле в Девоне, Англия, для улучшения качества почвы. Марк Робинсон / Википедия, CC BY

на Инновационный центр рабочих земель, мы проводим, пожалуй, самый крупный демонстрационный эксперимент по усиленному выветриванию на реальных фермах в мире. Мы сотрудничаем с фермерами, владельцами ранчо, правительством, горнодобывающей промышленностью и индейскими племенами в Калифорнии в испытаниях по улучшению почвы на пахотных землях площадью около 50 акров. Мы проверяем влияние каменной пыли и добавок в компост на выбросы парниковых газов из почвы, улавливание углерода, урожайность, а также здоровье растений и микробов.

Наши первоначальные результаты показывают, что добавление базальта и волластонитминерал силикат кальция увеличил урожайность кукурузы на 12% в первый год. Работать с Программа торговли выбросами парниковых газов в Калифорнии и разнообразных сельскохозяйственных интересов нашего штата, мы надеемся проложить путь, который предложит денежные стимулы фермерам и владельцам ранчо, которые позволят улучшить выветривание горных пород на своих землях. Мы стремимся создать протокол, позволяющий фермерам и владельцам ранчо зарабатывать деньги за счет использования углерода, который они выращивают в почве, и помогать предприятиям и промышленности в достижении целей углеродной нейтральности.

 

Почему отрицательные выбросы имеют значение

В соответствии с Соглашение о климате 2015 в Парижестраны обязались ограничить глобальное потепление до менее чем на 2 градуса по Цельсию выше доиндустриального уровня. Это потребует значительного сокращения выбросов парниковых газов.

Удаление углекислого газа из воздуха - также известное как отрицательные выбросы - также необходимо, чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, потому что атмосферный углекислый газ имеет отрицательные последствия. средняя продолжительность жизни более 100 лет. Каждая молекула двуокиси углерода, которая выбрасывается в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива или расчистки земель, будет оставаться там в течение многих десятилетий, удерживая тепло и нагревая поверхность Земли.

 В еще более быстрой версии усиленного выветривания ученые закачивают сверхкритический углекислый газ под землю в базальтовые образования, где он вступает в реакцию с минералами с образованием новой твердой породы.

Странам нужен портфель решений для создания отрицательные выбросы. Улучшенная защита от погодных условий готова к быстрому масштабированию с использованием уже имеющегося сельскохозяйственного оборудования, глобальных операций по добыче полезных ископаемых и цепочек поставок, которые в настоящее время поставляют удобрения и семена по всему миру. Решая проблему эрозии почвы и продовольственной безопасности наряду с изменением климата, я считаю, что выветривание горных пород может помочь людям выбраться из трудного положения, в котором мы находимся сегодня.Беседа

Об авторе

Бенджамин З. Хоултон, профессор глобальных экологических исследований, член канцлера и директор Института окружающей среды Джона Мюра, Университет Калифорнии, Дэвис

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

Пол Хокен и Том Стейер
9780143130444Перед лицом широко распространенного страха и апатии международная коалиция исследователей, специалистов и ученых объединилась, чтобы предложить ряд реалистичных и смелых решений проблемы изменения климата. Здесь описаны сто методов и практик, некоторые из них хорошо известны; некоторые, о которых вы, возможно, никогда не слышали. Они варьируются от чистой энергии до обучения девочек в странах с низким уровнем дохода и практики землепользования, которая выбрасывает углерод из воздуха. Решения существуют, являются экономически жизнеспособными, и сообщества во всем мире в настоящее время принимают их с умением и решительностью. Доступно на Amazon

Проектирование климатических решений: руководство по политике для низкоуглеродной энергетики

Хэл Харви, Робби Орвис, Джеффри Риссман
1610919564Поскольку последствия изменения климата уже сказываются на нас, необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов является не менее чем насущной. Это непростая задача, но технологии и стратегии для ее решения существуют сегодня. Небольшой набор энергетических политик, хорошо продуманных и реализованных, может направить нас на путь к низкоуглеродному будущему. Энергетические системы большие и сложные, поэтому энергетическая политика должна быть целенаправленной и рентабельной. Универсальные подходы просто не помогут. Директивным органам нужен четкий и всеобъемлющий ресурс, в котором излагается энергетическая политика, которая окажет наибольшее влияние на наше климатическое будущее, и описывается, как ее правильно разрабатывать. Доступно на Amazon

Это меняет все: Капитализм против Климатологической

Наоми Кляйн
1451697392In Это изменяет все Наоми Кляйн утверждает, что изменение климата - это не просто еще одна проблема, которую нужно аккуратно поставить между налогами и здравоохранением. Это тревога, которая призывает нас к налаживанию экономической системы, которая уже во многих отношениях подводит нас. Кляйн тщательно выверяет аргументы в пользу того, что массовое сокращение выбросов парниковых газов - это наш лучший шанс одновременно сократить неравенство, изменить наши разрушенные демократии и восстановить разрушенную местную экономику. Она разоблачает идеологическое отчаяние отрицателей изменения климата, мессианские заблуждения потенциальных геоинженеров и трагический пораженчество слишком многих основных зеленых инициатив. И она наглядно демонстрирует, почему рынок не смог - и не может - исправить климатический кризис, а вместо этого усугубит ситуацию, применяя все более экстремальные и экологически разрушительные методы добычи, сопровождаемые безудержным капитализмом бедствий. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, а так же ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете пройдите по этой ссылке использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

 

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

 Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

Прицепить наш мир к звездам?
Америка: на повозке к миру и к звездам
by Мари Т. Рассел и Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Я получаю немного помощи от моих друзей

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Прицепить наш мир к звездам?
Америка: на повозке к миру и к звездам
by Мари Т. Рассел и Роберт Дженнингс, InnerSelf.com

ОТ РЕДАКТОРОВ

Почему я должен игнорировать COVID-19 и почему я не буду
by Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Моя жена Мари и я смешанная пара. Она канадка, а я американец. Последние 15 лет мы проводили зимы во Флориде, а летом - в Новой Шотландии.
InnerSelf Newsletter: ноябрь 15, 2020
by InnerSelf персонала
На этой неделе мы размышляем над вопросом: «Куда нам идти дальше?» Как и в случае любого обряда посвящения, будь то окончание школы, брак, рождение ребенка, решающие выборы или потеря (или нахождение)…
Америка: на повозке к миру и к звездам
by Мари Т. Рассел и Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Итак, президентские выборы в США остались позади, и пора подвести итоги. Мы должны найти общий язык между молодыми и старыми, демократами и республиканцами, либералами и консерваторами, чтобы действительно сделать ...
InnerSelf Информационный бюллетень: октябрь 25, 2020
by InnerSelf персонала
«Слоган» или подзаголовок веб-сайта InnerSelf - «Новые отношения --- новые возможности», и это как раз тема информационного бюллетеня на этой неделе. Цель наших статей и авторов -…
InnerSelf Информационный бюллетень: октябрь 18, 2020
by InnerSelf персонала
В наши дни мы живем в мини-пузырях ... в наших собственных домах, на работе и в общественных местах, и, возможно, в нашем собственном уме и со своими эмоциями. Однако жить в пузыре или чувствовать себя…