الأحواض البحرية الخالية من الأكسجين من بين أفضل الأحواض المرشحة لعزل الكربون في أعماق البحار

قد تكون الأحواض البحرية الخالية من الأكسجين من بين الأماكن الأكثر قابلية للحياة لإجراء عزل الكربون على نطاق واسع في أعماق المحيطات، مع تقليل الآثار السلبية على الحياة البحرية، هكذا يقول الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا في بحث نشر في مجلة AGU Advances .

بينما نستكشف طرقًا لخفض مستويات الكربون في الغلاف الجوي بشكل فعال، فإن إرسال الكتلة الحيوية النباتية إلى هذه المناطق القاحلة الخالية من الأكسجين في قاع البحر يصبح خيارًا يستحق النظر فيه، كما يقترحون.

قال عالم الكيمياء الجيولوجية وعالم الأحياء الجيولوجية والمؤلف الرئيسي مورجان رافين، في إشارة إلى الهدف: “الصورة الكبيرة هنا هي أن أفضل النماذج التي لدينا تقول إنه يتعين علينا القيام بشكل ما من أشكال الإزالة السلبية لثاني أكسيد الكربون من أجل تحقيق الأهداف المناخية”، للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية أعلى من مستويات ما قبل الصناعة على النحو الذي حددته الهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ.

طرق لتخزين الكربون

هناك مجموعة متنوعة من الطرق لتخزين الكربون؛ إحدى الطرق الواعدة هي دفن الكربون على شكل كتلة حيوية نباتية في قاع البحر، بحيث لا تتمكن النباتات من إطلاق ثاني أكسيد الكربون والميثان في الهواء أثناء تحللها، ومن الناحية المثالية، سيتم حبس الكربون لمئات، إن لم يكن لآلاف السنين.

ورغم أنها ليست فكرة جديدة، إلا أنها لا تزال محاطة بالكثير من عدم اليقين، كيف يؤثر إدخال كميات من المواد النباتية على كيمياء وبيئة المناطق التي سيتم التخلص منها؟ كيف يمكننا ضمان عدم تسرب منتجات التحلل إلى الموائل الحساسة، أو أن الكربون لا يشق طريقه عائداً إلى عمود الماء ليتم إطلاقه على السطح على أي حال؟ هذه بعض العواقب غير المقصودة التي يمكن أن تلحق المزيد من الضرر بالنظم البيئية الهشة بالفعل للمحيطات، أو لا تصل إلى حد أهداف عزل الكربون.

وقال رافين، أستاذ مساعد في علوم الأرض “ولذا فإن الكثير من هذا المشروع خرج من السؤال الأصلي، ما هي النسخة

الأقل سوءًا من هذه الفكرة التي يمكننا تصورها؟”.

وبرزت الأحواض البحرية التي تعاني من نقص الأكسجين باعتبارها المرشح الأكثر احتمالا، فهي ليست عميقة فحسب، بل إنها معزولة إلى حد كبير عن التيارات الرئيسية التي تزود الأكسجين بسبب جيولوجيتها، لا يمكنها دعم الحياة الحيوانية، وتسكنها في المقام الأول الميكروبات وبعض الفطريات المتخصصة للغاية ذات التمثيل الغذائي المختلف عن الكائنات الموجودة في البيئات الغنية بالأكسجين، والأهم من ذلك، أن هذه الظروف مثالية لحفظ المواد النباتية – وخاصة تخليلها.

الأحواض البحرية التي تعاني من نقص الأكسجين

ليست كل الأحواض البحرية التي تعاني من نقص الأكسجين متشابهة، اختار الباحثون ثلاثة أحواض لفحصها – ذات خصائص مختلفة – لتحديد أفضل مكان يمكن فيه تخزين الكتلة الحيوية: البحر الأسود في أوروبا الشرقية، وحوض كارياكو بالقرب من فنزويلا، وحوض أوركا في خليج المكسيك (الولايات المتحدة).

وقال رافين: “الأمر الرائع في البحر الأسود هو أنه مقيد للغاية لدرجة أنه معزول إلى حد كبير عن بقية المحيط”،”وهكذا فقد أصبح نقص الأكسجين فيه تدريجيًا، خاصة في الآونة الأخيرة، منذ أن قام البشر بإلقاء مجموعة من الأسمدة فيه خلال القرن الماضي.”

وقاموا أيضًا بفحص حوض كارياكو، الذي يتمتع بنفس الخصائص الكيميائية مثل حوض بلاك، ولكنه يخضع لدوران أسرع لمياهه. الموقع الثالث كان حوض أوركا “الغريب للغاية”، وهو حوض صغير شديد الملوحة يقع في المنحدر القاري، تركيز الملح مرتفع جدًا في الحوض لدرجة أنه يخلق اختلافًا جذريًا في الكثافة مقارنة بالمياه العليا.

وقال رافين: “تلك الواجهة حيث تنتقل من مياه البحر العادية إلى المياه المالحة، إذا حاولت أن تأخذ غواصة هناك، فسوف ترتد من تلك الطبقة”، يمكن نظريًا أن يتم قفل المادة في الطبقة شديدة الملوحة بمجرد تجاوزها واجهة الكثافات.

في نهاية المطاف، وبسبب حجمه وعزلته، برز حوض البحر الأسود باعتباره الخيار الأفضل من بين الخيارات الثلاثة، بعمق 2300 متر (7500 قدم) ومساحته 322367 كيلومترًا مربعًا (124467 ميلًا مربعًا)، يتمتع هذا الحوض الناقص الأكسجين بالقدرة على احتواء الكتلة الحيوية على نطاقات مناسبة للمناخ العالمي.

وقال رافين: “إن البحر الأسود هو في الحقيقة المكان المناسب لإحداث تأثير في المناخ”. “ومياهها العميقة معزولة جدًا عن بقية المحيط.”

الاستثمار الخاص في غرق الكتلة الحيوية النباتية

لقد اجتذبت فكرة غرق الكتلة الحيوية النباتية اهتمام الاستثمار الخاص، الذي أدى خلال السنوات الأخيرة إلى زيادة مستوى التمويل للمشاريع التي تستكشف إمكانية احتجاز الكربون في أعماق البحار. صعدت العديد من المنظمات إلى مستوى التحدي المتمثل في غمر المواد النباتية في أعماق المحيطات، وجمع الكتلة الحيوية من مصادر مختلفة بما في ذلك الأعشاب البحرية المستزرعة أو المجمعة سريعة النمو مثل عشب البحر العملاق أو السرجسوم، أو النباتات الأرضية مثل النفايات الزراعية أو الغابات.

قال رافين، الذي يعمل كمستشار علمي لشركتي Seafields (الكتلة الحيوية لنباتات المحيطات) وCarboniferous ( الكتلة الحيوية للنباتات الأرضية)، إن كل استراتيجية لها فوائد وعيوب محتملة تحتاج إلى مزيد من البحث،وهذه الدراسة هي خطوة واحدة في هذا الاتجاه.

وقال: “بالنظر إلى الوضع الذي نحن فيه والالتزامات التي تعهدنا بها بشأن اتفاق باريس وأهداف كاليفورنيا المناخية، تصبح استراتيجيات عزل الكربون أكثر ضرورة كل عام”.