Как сельскохозяйственные угодья могут бороться с глобальным потеплением

Полевые испытания показали, что углерод сохраняется в почве даже в сухом климате.

Добавление измельченной вулканической породы на сельскохозяйственные угодья может сыграть важную роль в удалении углерода из воздуха. В ходе полевого исследования ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе и Корнелльского университета обнаружили, что эта технология сохраняет углерод в почве даже во время сильной засухи в Калифорнии. Исследование опубликовано в журнале Коммуникации по экологическим исследованиям.

Дождь улавливает углекислый газ из воздуха, когда он падает, и вступает в реакцию с вулканическими породами, улавливая углерод. Этот процесс, называемый выветриванием горных пород, может занять миллионы лет и слишком медленный, чтобы компенсировать глобальное потепление. Но из-за дробления горных пород в мелкую пыль скорость выветривания горных пород увеличивается. бывший исследования Было подсчитано, что это «усиленное» выветривание горных пород может накопить 215 миллиардов тонн углекислого газа в течение следующих 75 лет, если оно распространится на сельскохозяйственные угодья по всему миру.

Но пока эта технология не прошла полевые испытания в сухом климате.

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что добавление измельченной вулканической породы на сельскохозяйственные угодья может удалить углекислый газ из воздуха. Это «усиленное» выветривание горных пород работает даже в сухом климате. Фото: Эми Куинтон/Калифорнийский университет в Дэвисе.

«Эти реакции требуют воды», — сказала Айрис Хольцер, ведущий автор и аспирант кафедры земельных, воздушных и водных ресурсов Калифорнийского университета в Дэвисе. «Поскольку мы заинтересованы в потенциале глобального хранения углерода для усиления выветривания, нам необходимо понять, может ли это работать в этом более сухом климате и эффективны ли различные методы измерения. Мы были рады контролировать удаление углерода в этой среде».

Засушливые земли Калифорнии: новый рубеж хранения углерода

Исследователи использовали щебень, как базальт, так и оливин, на 5 акрах кукурузного поля под паром в долине Сакраменто. Они собирали измерения в зимние месяцы 2020-2021 годов. В то время Калифорния страдала от сильной засухи: количество осадков достигло 41% от исторического среднего показателя.

Исследование показало, что участки, содержащие щебень, хранили 0,15 тонны углекислого газа на гектар (2,47 акра) во время исследования по сравнению с участками без щебня. Хотя исследователи ожидают, что в разных средах скорость утепления будет разной, если бы такое количество углерода было удалено со всех сельскохозяйственных угодий Калифорнии, это было бы эквивалентно тому, чтобы каждый год сносить с дорог 350 000 автомобилей.

Разбрасыватель выгружает измельченную базальтовую породу на залежное кукурузное поле в Центральной долине. Фото: Эми Куинтон/Калифорнийский университет в Дэвисе.

Последствия и будущие направления

«Мы определенно видим свидетельства выветривания, происходящего в короткие сроки», — сказал Хольцер. «Даже редких проливных дождей на западе может быть достаточно, чтобы усилить выветривание горных пород и удалить углекислый газ».

По словам Хольцера, следующей задачей является измерение и проверка накопления углерода в более крупных масштабах и отслеживание его с течением времени.

Сорок один процент поверхности Земли покрыт засушливыми землями, которые расширяются из-за изменения климата. По словам исследователей, это делает изучение усиленного выветривания горных пород в засушливых районах все более важным.

Об этом сообщил ведущий исследователь Бенджамин Зи. «Когда дело доходит до изменения глобальной углеродной кривой, мы участвуем в гонке со временем», — сказал Холтон, декан Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни Корнеллского университета. «Наше исследование демонстрирует новый способ проверки удаления углекислого газа посредством усиленного выветривания и является важным шагом вперед для масштабирования этой технологии на сельскохозяйственных угодьях по всему миру».

Ссылка: «Прямые доказательства удаления углекислого газа из атмосферы за счет усиленного выветривания почв сельскохозяйственных угодий», Ирис О. Хольцер, Малика А. Нокко и Бенджамин З. Холтон, 18 октября 2023 г., Коммуникации по экологическим исследованиям.
дои: 10.1088/2515-7620/acfd89

Среди других авторов — Малайка Нокко из Департамента земельных, воздушных и водных ресурсов Калифорнийского университета в Дэвисе.

Это исследование, являющееся частью Центра инноваций в обрабатываемых землях, финансировалось Калифорнийским советом по стратегическому развитию, Фондом Грэнтэма, а также Роджером Сэнтом и Дорис Мацуи. Компания Aggregates and Mining Company, SGI, входящая в состав Standard Industries, передала в дар измельченную базальтовую породу со своей площадки в Ионе, штат Калифорния.