Как сельскохозяйственные угодья могут бороться с глобальным потеплением

Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе и Корнельского университета обнаружили, что внесение измельченной вулканической породы на сельскохозяйственные угодья может сохранять углерод в почве даже в таких подверженных засухе районах, как Калифорния. Это «усиленное выветривание горных пород» может улавливать до 215 миллиардов тонн углекислого газа за 75 лет, если оно будет реализовано во всем мире. Успех этой технологии в засушливых условиях указывает на возможность того, что засушливые земли, занимающие 41% поверхности Земли, расширяются из-за изменения климата.

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.