L’appetito per i microbi oceanici può alimentare la tecnologia di rimozione dell’anidride carbonica marina

Mentre il mondo fatica a decarbonizzarsi, diventa sempre più chiaro che dovremo ridurre le emissioni rapidamente e rimuovere efficacemente l’anidride carbonica (CO₂) dall’atmosfera. Ultima riunione del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici un report Considerando 230 percorsi per mantenere il riscaldamento globale al di sotto di 1,5°C. Tutto richiedeva la rimozione dell’anidride carbonica.

Alcune promettenti tecnologie per la rimozione dell’anidride carbonica stanno ricevendo finanziamenti governativi stato unito, Regno Unito E Australia Mira a massimizzare il vasto potenziale di stoccaggio del carbonio degli oceani. Questi includono Concimazione di piccole piante E Migliorare la chimica degli oceani.

Basato sull’oceano Approccio Sta guadagnando popolarità perché può immagazzinare il suo carbonio Un decimo del costo per “Cattura diretta dell’aria“, dove l’anidride carbonica viene assorbita dall’aria utilizzando macchine ad alta intensità energetica.

Ma il ciclo del carbonio marino è molto più difficile Profetizzare. Gli scienziati devono svelare molti processi naturali complessi che potrebbero cambiare l’efficienza, l’efficacia e la sicurezza della rimozione dell’anidride carbonica dagli oceani prima che possa andare avanti.

In La nostra nuova ricercaIn questo articolo, evidenziamo un meccanismo sorprendentemente importante che in precedenza era stato trascurato. Se le tecnologie di rimozione del biossido di carbonio modificassero gli appetiti dei piccoli animali alla base della catena alimentare, ciò potrebbe modificare in modo significativo la quantità di carbonio effettivamente immagazzinata.

La pompa del carbonio è dominata dal plancton

Vengono chiamate piccole forme di vita marina Plancton Svolgono un ruolo importante nel ciclo del carbonio oceanico. Questi organismi microscopici vanno alla deriva con le correnti oceaniche, trasportando il carbonio sequestrato attraverso i mari.

Come le piante sulla Terra, il fitoplancton utilizza la luce solare e l’anidride carbonica per crescere attraverso la fotosintesi.

ZooplanctonD’altra parte, sono piccoli animali che mangiano principalmente fitoplancton. Ne arrivano tanti Forme e dimensioni. Se li mettessi in fila, potresti pensare che provengano da pianeti diversi.

In tutta questa diversità, lo zooplancton varia notevolmente appetito. Più sono affamati, più velocemente mangiano.

Il fitoplancton non consumato – e le feci dello zooplancton – possono affondare a grandi profondità, mantenendo il carbonio fuori dall’atmosfera per secoli. Alcuni addirittura affondano nel fondo del mare, trasformandosi alla fine ai combustibili fossili.

Il trasferimento di carbonio dall’atmosfera all’oceano è noto come “pompa biologica”. Trattiene centinaia di miliardi di tonnellate di carbonio Nell’oceano e fuori dall’atmosfera. Ciò si traduce in ca 400 ppm anidride carbonica e 5°C Di raffreddamento!

I palati più esigenti

Nel nostro nuovo ricerca Volevamo capire meglio come l’appetito dello zooplancton influisce sulla pompa biologica.

Innanzitutto Dovevamo sapere come variano gli appetiti di zooplancton nell’oceano.

Abbiamo usato a Modello informatico Per simulare il ciclo stagionale della crescita della popolazione di fitoplancton. Ciò dipende dall’equilibrio tra riproduzione e morte. Il modello simula molto bene la riproduzione.

Appetito per lo zooplancton Determina in gran parte il tasso di mortalità. Ma il modello non è all’altezza Simulazione dei tassi di mortalitàperché non contiene informazioni sufficienti sull’appetito dello zooplancton.

Quindi abbiamo testato dozzine di appetiti diversi e poi abbiamo confrontato i nostri risultati con i dati del mondo reale.

Per ottenere osservazioni globali dei cicli stagionali del fitoplancton senza la necessità di una flotta di navi, abbiamo utilizzato dati satellitari. Ciò è possibile anche se il fitoplancton è piccolo, perché anche i suoi pigmenti attirano la luce Visibile dallo spazio.

Abbiamo eseguito il modello in più di 30.000 siti e abbiamo scoperto che gli appetiti di zooplancton variavano ampiamente. Ciò significa che tutti questi diversi tipi di zooplancton non sono distribuiti uniformemente nell’oceano. Sembrano riunirsi attorno alle loro specie di prede preferite.

Nella nostra ultima ricercaMostriamo come questa diversità influisce sulla pompa biologica.

Abbiamo confrontato due modelli, uno contenente solo due specie di zooplancton e l’altro contenente un numero illimitato di zooplancton, ciascuno con appetiti diversi, tutti sintonizzati individualmente sul proprio ambiente unico.

Abbiamo scoperto che includere una diversità realistica di zooplancton riduce la potenza della pompa biologica di 1 miliardo di tonnellate di carbonio ogni anno. Questo è un male per l’umanità, perché la maggior parte del carbonio che non finisce nell’oceano finisce nell’atmosfera.

Non tutto il carbonio nei corpi del fitoplancton era affondato abbastanza in profondità Essere rinchiuso Dall’atmosfera. Ma anche se solo un quarto lo ha fatto una volta Convertitelo in CO₂ Può eguagliare le emissioni annuali dell’intero Industria aeronautica.

L’oceano è come una spugna

Molte tecnologie di rimozione dell’anidride carbonica basate sull’oceano altereranno la composizione e l’abbondanza del fitoplancton.

Tecnologie di rimozione biologica dell’anidride carbonica basate sull’oceano come “Arricchimento di ferro negli oceani“L’obiettivo è aumentare la crescita del fitoplancton. È un po’ come spargere fertilizzante nel tuo giardino, ma su scala molto più ampia, con una flotta di navi che semina ferro attraverso l’oceano.

L’obiettivo è rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera e pomparla nelle profondità dell’oceano. Tuttavia, perché Alcuni fitoplancton necessitano di ferro più di altriNutrirli con ferro può cambiare la composizione della popolazione.

In alternativa, possono essere utilizzate tecniche di rimozione della CO2 non biologiche basate sull’oceano come “Promuovere l’alcalinità dell’oceano“Spostare l’equilibrio chimico, consentendo a più anidride carbonica di dissolversi nell’acqua prima che raggiunga l’equilibrio chimico. Tuttavia, le fonti di alcalinità più facilmente disponibili sono i minerali, compresi i nutrienti che favoriscono la crescita di alcuni elementi Fitoplancton rispetto ad altri.

Se questi cambiamenti nel fitoplancton favoriscono diverse specie di zooplancton con appetiti di dimensioni diverse, potrebbero potenzialmente alterare la forza della pompa biologica. Ciò potrebbe danneggiare – o integrare – l’efficienza delle tecnologie di rimozione dell’anidride carbonica basate sugli oceani.

Andare avanti da un mare di incertezze

Le società di rimozione della CO2 emergenti nel settore privato dovranno essere accreditate da un organismo fidato Record di compensazione del carbonio. Ciò significa che devono dimostrare che la loro tecnologia può:

1. Rimozione del carbonio per centinaia di anni (permanenza)
2. Evitare impatti ambientali significativi (sicurezza)
3. Essere soggetti ad un attento monitoraggio (verifica).

lanciato contro a Un mare di incertezzeAdesso è il momento degli oceanografi Stabilire gli standard necessari.

La nostra ricerca mostra che le tecnologie di rimozione del biossido di carbonio che alterano le comunità di fitoplancton possono anche portare a cambiamenti nello stoccaggio del carbonio, modificando gli appetiti dello zooplancton. Dobbiamo capirlo meglio prima di poter prevedere con precisione il successo di queste tecnologie e come dovremmo monitorarle.

Ciò richiede uno sforzo enorme per superare le sfide monitoraggio, Modellazione E Previsione Dinamica dello zooplancton. Ma il profitto è enorme. Un quadro normativo più affidabile potrebbe aprire la strada Trilioni di dollariUn imperativo etico per l’industria emergente della rimozione dell’anidride carbonica.

Tyler Rohr riceve finanziamenti dall’Australian Research Council e dall’ICONIC Impact Ocean Co-Lab, gestito dall’ente di beneficenza nazionale. Tyler Rohr ha precedentemente lavorato come consulente nel registro isometrico della compensazione del carbonio.

Ali Mashayek fornisce consulenza a Puro Earth, una piattaforma di credito per la decarbonizzazione, in merito alla fattibilità e agli impatti ambientali delle metodologie di decarbonizzazione. Riceve finanziamenti per la ricerca dal Regno Unito per la ricerca e l’innovazione e dall’Ufficio statunitense per la ricerca navale.

Sophie Megis riceve finanziamenti dal Consiglio per la ricerca sull’ambiente naturale attraverso il partenariato di formazione per dottorandi C-CLEAR.

/Per gentile concessione di La Conversazione. Questo materiale dell’organizzazione/degli autori originali può essere di natura cronologica ed è modificato per motivi di chiarezza, stile e lunghezza. Mirage.News non assume posizioni aziendali o partiti e tutte le opinioni, posizioni e conclusioni qui espresse sono esclusivamente quelle dell’autore/i.