在田野上散布岩石灰尘可以从空气中去除大量的二氧化碳。

2020-07-08 23:28:24

科学家说,除了减少化石燃料的使用,这可能是近期消除二氧化碳的最佳方式。

根据对这项技术的第一次详细的全球分析,在农田上散布石尘每年可能会从空气中吸收数十亿吨二氧化碳。

降解岩石颗粒的化学反应在几个月内将温室气体锁定为碳酸盐,一些科学家表示,这种方法可能是近期从大气中去除二氧化碳的最佳方式。

研究人员清楚地表明,减少燃烧化石燃料释放二氧化碳是应对气候紧急情况所需的最重要的行动。但气候科学家也一致认为,此外,需要从空气中去除大量二氧化碳,以实现巴黎协议将全球气温上升控制在2摄氏度以下的目标。

研究人员说,这种名为增强岩石风化(ERW)的岩石粉尘方法有几个优点。首先,许多农民已经在土壤中添加石灰石粉尘来减少酸化,添加其他岩石粉尘可以提高肥力和作物产量,这意味着施用可能是例行公事和可取的。

玄武岩是捕获二氧化碳的最好岩石,许多矿山已经产生了作为副产品的粉尘,因此储备已经存在。研究人员还发现,世界上最大的污染国中国、美国和印度最有可能发生战争遗留爆炸物,因为它们拥有大面积的农田和相对温暖的天气,这加快了化学反应。

发表在“自然”(Nature)杂志上的这项分析估计,处理大约一半的农田每年可以捕获20亿吨二氧化碳,相当于德国和日本排放量的总和。成本取决于当地的劳动力价格,从印度的每吨80美元到美国的160美元不等,与世界银行(World Bank)预测的2050年100美元至150美元的碳价格一致。2050年是碳排放必须达到净零的日期,以避免灾难性的气候崩溃。

谢菲尔德大学(University Of Shefffield)的戴维·比林(David Beerling)教授是该研究的主要作者之一,他表示:“在大幅减排的同时,迫切需要能够扩大规模并与现有土地利用相兼容的二氧化碳减排战略,以应对气候变化。”“战争遗留爆炸物是一种直截了当、切合实际的方法。”

美国哥伦比亚大学的吉姆·汉森(Jim Hansen)教授是该研究小组的成员之一,他说:“这些碳酸盐中的大部分最终会被冲进海洋,最终变成海底的石灰岩。“风化为碳提供了一个天然的、永久的汇。”

汉森曾在1988年就全球变暖向美国参议院发出过著名的警告,他说,改善土壤也可以支撑数十亿人的粮食安全。

其他提议的以类似速度从大气中提取二氧化碳的方法包括使用化学溶剂直接从空气中捕获二氧化碳,或者种植能源作物,燃烧它们发电,然后掩埋二氧化碳排放。新的研究表明,战争遗留爆炸物将比任何一种都便宜,而且与能源作物不同,它不会与粮食争夺土地。但科学家们表示,可能需要所有的方法来战胜气候危机。

植树和向土壤中添加木炭也可以消除空气中的二氧化碳,这些方法可能会与ERW结合使用,以最大限度地发挥影响。“植树是去除二氧化碳的绝佳选择,但仅靠植树是不够的,”科学家们说。

玄武岩是ERW的首选,因为它含有捕获CO2所需的钙和镁,以及二氧化硅和钾、铁等养分,这些在集约化耕作的土壤中往往是缺乏的。

东南亚的一些农民已经使用它来增加稻田中枯竭的二氧化硅,而荷兰的试验正在使用它来促进植树。最重要的是,ERW降低了土壤酸度,而土壤酸度已经影响到全球约20%的耕地。

玄武岩是地球上最常见的岩石之一,采矿产生的废尘可以用于战争遗留爆炸物,水泥和钢铁制造的废物也可以用于战争遗留爆炸物。这将消除将岩石研磨成细小颗粒的需要,而这需要能量。但这些废物库存有多大还不得而知。

“我们呼吁各国清点库存,”比尔林说。他说,英国诺森伯兰的矿山生产用于建筑的玄武岩集料,产生20-30%的废尘。但他表示,可能仍需要一些专门生产玄武岩岩尘的采矿,利用现有的矿山产能,而不是新的矿山。

比尔林说,战争遗留爆炸物不需要新技术,农民可以支持它,并补充说:“例如,如果你能向中国和印度的农民证明,他们将获得作物增产,并因清除二氧化碳而获得每吨100美元的报酬,那么它就会变得真的很有吸引力。”

美国康奈尔大学的约翰斯·莱曼教授和弗吉尼亚理工大学的安吉拉·波辛格教授都没有参与这项研究,他们在“自然”杂志的一篇评论文章中写道:“任何涉及土壤的碳封存都是一个巨大的挑战,因为这些技术必须在亿万农民经营的大片土地上使用。农民必须全力支持这样的全球努力,否则就会失败。“。

他们补充说:“作物生长的好处需要放在首位,财政激励也是如此。”但他们的结论是,使用ERW来“支持土壤健康和作物生产,可能会成为我们从大气中消除二氧化碳问题的最好短期解决方案”。

Beerling说,虽然用于分析的模型是复杂的,但将其估计与英国、美国、澳大利亚和马来西亚婆罗洲正在进行的4公顷土地上的真实实验进行比较将是重要的,还需要对详细的土壤化学进行更多的研究。“这是一门相当年轻的科学,”他说。