Могут ли камни помочь обуздать изменение климата?

- Сергей Молоток · Опубликовано 28.09.2022 · Обновлено 28.09.2022

Мировой океан играет ключевую роль в поглощении углерода из атмосферы. До тех пор, пока антропогенные выбросы углерода не начались в массовом масштабе с промышленной революцией, поглощение углерода океаном было частью процесса, который поддерживал примерно сбалансированный углеродный цикл.

Теперь калифорнийская компания хочет использовать зеленый песок в качестве углеродной губки океана, чтобы избежать наихудших последствий глобального потепления.

Оливин может способствовать увеличению потенциала океана как поглотителя углерода, но добавление его на пляжи имеет серьезные экологические и экономические риски. Автор: Джеймс Сент-Джон/Flickr, CC BY 2.0

Жажда скорости

Vesta — частная компания, которая считает, что может ускорить долгосрочный процесс связывания углерода в океане, обрабатывая прибрежные районы измельченным оливином. Хотя высококачественный оливин можно использовать как драгоценный камень (хризолит), это относительно недорогой минерал, свойства которого (он очень быстро выветривается) давно изучались как средство усиленного выветривания или ощелачивания океана, которое некоторые ученые предлагали в качестве способа смягчить изменение климата.

В естественном процессе выветривания горные породы разрушаются под воздействием таких явлений, как дождь и экстремальные температуры. Дождь поглощает углекислый газ (CO2) из атмосферы и образует ионы бикарбоната, когда вступает в реакцию с породами богатыми силикатами и магнием, такими как оливин. Бикарбонат стекает в океан, где он поглощается морскими организмами для создания раковин и экзоскелетов; эти раковины, а также сами осадки выветренных минералов могут образовывать известняк и другие карбонаты, хранящие углерод на тысячи лет. Бикарбонат также действует как своего рода антацид в океане, помогая бороться с закислением океана.

Свою технологию компания Vesta описывает как прибрежный захват углерода, процесс выветривания ускоряется за счет измельчения большого количества оливина в пляжный и морской песок, увеличивая площадь поверхности минерала, доступную для химической реакции с морской водой.

Идея не нова, и побочные эффекты для окружающей среды неоднозначны. Операция будет расходовать энергию и возможны выбросы углерода. Vesta также сотрудничает с крупнейшей дноуглубительной компанией в Соединенных Штатах, поднимая вопросы о воздействии на окружающую среду пелагических сообществ морского дна.

«Хотя идея ускорения естественного геологического процесса удаления углерода на Земле была предложена в 1990 году и были опубликованы различные документы, в полевых испытаниях не было никакого прогресса», — сказал Том Грин, генеральный директор и соучредитель Vesta».

Будет ли проект масштабироваться?

Остается неясным, может ли улавливание углекислого газа в прибрежных районах существенно сократить почти 32 миллиарда метрических тонн CO2, ежегодно выбрасываемых человечеством в атмосферу. Vesta заявила, что разрабатывает методы, которые будут удалять не менее гигатонны атмосферного CO2 в год.

Помимо экологических соображений, еще один ключевой вопрос заключается в том, целесообразно ли улавливание углерода в прибрежных районах с финансовой точки зрения.

«Наш анализ показывает, что в больших масштабах улавливание углерода в прибрежной зоне может удалять CO2 по цене 35 долларов за тонну, что дешевле, чем другие постоянные формы удаления CO2», — сказал Грин. «В настоящее время это намного дороже, поскольку мы работаем в небольших масштабах и оптимизируем процесс для тщательных научных исследований, а не для затрат».

Есть вопросы и к науке. Ранее в этом году исследование выветривания оливина в смоделированной морской воде Frontiers in Climate показало, что «поглощение CO2 снижается в 5 раз из-за образования вторичных минералов и буферной способности морской воды. Таким образом, в сопоставимых природных условиях добавление оливина может быть менее эффективным методом CDR, чем считалось ранее».

В ответ на статью, представитель Vesta пояснил, что лабораторное исследование имеет «ограниченную применимость к полевым условиям, и было бы неблагоразумно делать важные выводы о реальных возможностях метода, только на лабораторных данных».

«Мне нравится оливин как поглотитель CO2, но я думаю, что CO2 нужно собирать из воздуха, прежде чем щелочность достигнет океана», — сказал Дэвид Арчер, профессор геофизики Чикагского университета, не связанный с Vesta. Арчер указал на статью в журнале «Environmental Research Letters», в которой анализируется подщелачивание океана вдоль Большого Барьерного рифа. «Все предполагают, что если добавить основания в океан, он вытянет CO2 из атмосферы, но на это уйдут тысячи лет».

«Мы знаем, что природа нейтрализует углекислый газ посредством процесса, основанного на выветривании силикатных пород. Весьма вероятно, что люди могут ускорить этот процесс», — сказал Кен Калдейра, почетный старший научный сотрудник отдела глобальной экологии Института науки Карнеги, который проводил эксперименты по добавлению щелочности в морскую воду; он тоже не связан с Vesta. Его главный вопрос заключается не в том, сработает ли этот подход, а в том, оправданы ли его экономические и экологические затраты, учитывая огромные масштабы, необходимые для оказания воздействия. Возможно, выветривание минералов и добавление щелочности в океан могут сыграть полезную роль. Но мы не узнаем, может ли это сыграть полезную роль, пока не попробуем», — сказал Калдейра. «Нам следует ожидать некоторых сложностей. Но самым большим препятствием, вероятно, будут огромные масштабы наших выбросов углекислого газа».

Получив миллионы долларов от краудфандинга, грантов и корпоративных инвестиций, Vesta продолжает полевые испытания. Недавно компания запустила пилотный проект в Нью-Йорке и планирует дальнейшие испытания в Доминиканской Республике, а также в других странах.