在先前研究的基础上,一项新研究估计了农民通过往农田里撒碎石可以锁住多少碳。其显示,到2100年,在全球农田里撒播吸收碳的岩石尘埃可以封存2170亿吨二氧化碳。该研究称,世界各地的农民可以通过在田地里混入火山碎石,帮助实现政府间气候变化专门委员会(IPCC)设定的一项关键碳去除目标。根据该研究,往农田里添加火山碎石既可以改良土壤,又可以吸收二氧化碳。在炎热湿润的热带地区这样做最有效。
8月14日发表于《地球的未来》的该研究,首次对世界各地农田施用玄武岩可能产生的二氧化碳减少量进行了全球估算。这种类型的气候干预被称为增强的岩石风化(ERW)。其利用了风化过程,该过程将二氧化碳自然地封存在碳酸盐矿物中。理念很简单:加速风化,同时造福人类。若与减排同时使用,会有助于放慢气候变化的脚步。
该研究探讨了将碎玄武岩(一种随着熔岩的降温而形成的快速风化岩石)应用于世界各地农田的潜力,并强调了哪些地区可以最有效地分解岩石。“这方面蕴藏着巨大潜力,”共同作者、耶鲁大学地球化学家Noah Planavsky说。“虽然从基础科学的角度来看,我们还有很多东西要学,但前景是光明的,我们需要专注于从市场和金融的角度看我们能做些什么。”
之前的一项研究(https://doi.org/10.1038/s41586-020-2448-9)使用了另一种计算二氧化碳去除量的方法来估算到2050年的碳减少量,而该研究团队希望超越国界,将目光投向更远的未来。他们使用一种新的生物地球化学模型来模拟将碎玄武岩应用于全球农田将会怎样吸收二氧化碳,以测试增强的岩石风化对气候的敏感度,并确定了这种方法最有效的地区。
新模型模拟了2006年至2080年两种排放情景下全世界1000处农业用地的增强的岩石风化。他们发现在75年的研究期内,这些农业用地将会吸收640亿吨二氧化碳。以此类推到所有的农田(代表了这一策略在世界上的总应用潜力),则在这一时期内可以吸收高达2170亿吨的碳。
“IPCC的最新报告称,为了防止全球升温超过1.5摄氏度,除了大幅减少排放外,我们还需要在2100年前去除一千亿到一万亿吨的碳,”Baek指出。“扩大到全球农田,我们发现的碳去除量估计值大致相当于有机会实现这些气候目标所需的范围的下限。”
该研究强调,由于风化作用过程在炎热湿润的环境中进行得更快,因而增强的岩石风化在热带地区会比在高纬度地区更快地发挥作用。希望投资于碳削减解决方案的农民与企业可以通过在热带地区应用玄武岩来做出具有成本和碳效益的选择。
该研究的模型还揭示了另一个具有前景的结果:在更温暖的温度下,增强的岩石风化同样有效,甚至效果更好一些。其他一些碳削减方法,如依赖土壤有机碳储存的方法,随着持续变暖而变得不那么有效。“增强的岩石风化对气候变化的复原力令人惊讶,”Baek说。“我们的结果表明,其对气候变化相对不敏感,在中度和严重的全球变暖情景下也能发挥大致相同的作用。这让我们对其作为一项长期策略的潜力充满信心。”
“从地球化学的角度来看,这支持了这样一种观点,即增强的风化以促进二氧化碳的大规模去除具有巨大的潜力,”作者们写道。“因此,地球化学风化潜力(达到十亿吨级)和硬基础设施(例如土壤改良所需的农用设备)限制ERW规模的可能性,要小于碳市场结构的差距以及监测、报告和验证标准的萌芽状态。”
增强的岩石风化已在世界各地的农场小规模应用。Planavsky表示,下一步是朝着“切实实施”的方向努力。“这些结果为发展中经济体的农业改革投资提供了强劲动力,并凸显了增强的岩石风化的额外潜在共同效益,”该研究总结道。
参考来源:
Baek et al.《气候对全球农田增强的岩石风化能力的影响》《地球的未来》2023(开放获取)
https://doi.org/10.1029/2023EF003698
https://www.researchgate.net/publication/373110931_Impact_of_Climate_on_the_Global_Capacity_for
_Enhanced_Rock_Weathering_on_Croplands
https://news.agu.org/press-release/planting-rocks-in-farms-along-with-emissions-reductions-could-help-meet-key-ipcc-carbon-removal-goal/
https://www.anthropocenemagazine.org/2023/08/a-low-tech-solution-scaled-up-across-global-croplands-could-vault-us-towards-our-climate-goals/