التخفيف من حدة تغير المناخ باستعادة النظم البيئية الساحلية.. إزالة الكربون الإضافي بمكافحة الحموضة المتزايدة في المحيط
يمكن للشركات التي تحاول تعويض انبعاثاتها شراء إزالة الكربون من خلال تمويل استعادة النظم البيئية الساحلية
أحد الدوافع الرئيسية لتغير المناخ هو غازات الدفيئة الزائدة مثل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
سيتطلب التخفيف من حدة تغير المناخ في القرن المقبل إزالة الكربون – كهربة شبكة الطاقة أو تقليل النقل الذي يستهلك الوقود الأحفوري – وإزالة ثاني أكسيد الكربون الموجود بالفعل من الغلاف الجوي، وهي عملية تسمى إزالة ثاني أكسيد الكربون.
يقترح باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا، وجامعة ييل مسارًا جديدًا يمكن من خلاله استعادة النظام البيئي الساحلي التقاط ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم من الغلاف الجوي.
الأعشاب البحرية وأشجار المنجروف – المعروفة بالنظم البيئية للكربون الأزرق – تلتقط الكربون بشكل طبيعي من خلال التمثيل الضوئي، الذي يحول ثاني أكسيد الكربون إلى أنسجة حية.
قال كريس رينهارد، الأستاذ المساعد في كلية علوم الأرض والغلاف الجوي (EAS) تستخرج أشجار المانجروف والأعشاب البحرية ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي طوال اليوم وتحوله إلى كتلة حيوية”، “يمكن دفن بعض هذه الكتلة الحيوية في الرواسب، وإذا بقيت هناك، فإنك في الأساس قد أزلت ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.”
في مايو، قدم الباحثون بحثهم، “تحسين قلوية المحيطات من خلال استعادة النظم البيئية للكربون الأزرق،” في استدامة الطبيعة ، يمكن أن تفيد استعادة هذه النظم البيئية النباتات والحيوانات المحلية وتساعد على تنشيط الاقتصادات الساحلية.
لكن راينهارد وزملائه يقترحون أن استعادتها يمكن أيضًا أن تزيل الكربون الإضافي من خلال مسار جديد مع مكافحة الحموضة المتزايدة في المحيط.
كربون 101
هناك نوعان رئيسيان من الكربون يدوران عبر نظام الأرض: الكربون العضوي والكربون غير العضوي.
يوجد الكربون العضوي في المادة الحية، مثل الطحالب والنباتات والحيوانات وحتى البشر.
يمكن لهذا النوع من الكربون أن يزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي مؤقتًا، ولكن إذا تم دفنه في الرواسب في قاع البحر، فقد يؤدي ذلك إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم.
يمكن أيضًا العثور على الكربون غير العضوي في العديد من الأشكال، بما في ذلك الصخور والمعادن، ولكنه موجود كمكوِّن مهم مذاب في مياه المحيطات.
يتم الآن تخزين ما يقرب من 30٪ من الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية منذ الثورة الصناعية على هيئة كربون غير عضوي مذاب في المحيط.
على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون المخزن ككربون عضوي يمكن أن يتمزق، مما يؤدي إلى إعادة توزيع ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال إلى الغلاف الجوي، إلا أن إزالة ثاني أكسيد الكربون بواسطة الكربون غير العضوي قد يكون أكثر دواما.
قال مجتبى فخري، المؤلف الرئيسي للدراسة والباحث السابق لما بعد الدكتوراه في EAS ، “حتى إذا قمت بتغيير الطريقة التي يعمل بها مشروع استعادة النظام البيئي الساحلي، فمن المحتمل أن يعيد تعبئة الكربون العضوي المخزن سابقًا، فإن التقاط الكربون غير العضوي هو إلى حد كبير طريق باتجاه واحد”، “لذا ، حتى لو أدى الاضطراب الهائل في النظام البيئي في المستقبل إلى إلغاء تخزين الكربون العضوي، فإن الكربون غير العضوي الذي تم التقاطه سيظل في المحيط بشكل دائم.”
التقاط الكربون ومعادلة الحموضة
تقوم النظم البيئية الساحلية بشكل طبيعي بإزالة الكربون من الغلاف الجوي وتوفر مجموعة من الفوائد البيئية والاقتصادية للمجتمعات الساحلية، ولكن العديد من التدخلات البشرية تسببت في تدهور أو تدمير واسع النطاق للبيئات الساحلية الطبيعية.
يمكن أن يؤدي زرع المزيد من أشجار المانغروف والأعشاب البحرية والحفاظ عليها وحماية النظام البيئي العام إلى استعادة وظائفها وتؤدي إلى إزالة الكربون الإضافي من الغلاف الجوي.
إن إعادة تنشيط النظم البيئية الساحلية كطريقة لتخفيف انبعاثات الكربون ليست فكرة جديدة لكن الأبحاث السابقة ركزت على إزالة الكربون من خلال دفن الكربون العضوي ولم تستكشف إمكانية إزالة الكربون من خلال تكوين الكربون غير العضوي.
من النتائج الرئيسية الأخرى لاستخدام الإنسان للوقود الأحفوري بعد تغير المناخ تحمض المحيطات من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الذي يذوب في الماء ويؤدي إلى انخفاض درجة الحموضة في المحيط، مما قد يكون له آثار سلبية شديدة على العديد من الكائنات الحية مثل الشعاب المرجانية.
يمكن أن يساعد تخزين ثاني أكسيد الكربون ككربون غير عضوي في المحيط في التخفيف من ذلك، لأن العمليات الكيميائية التي تؤدي إلى احتجاز الكربون ككربون غير عضوي تتضمن قلوية مياه المحيط.
قال رينهارد: “الفكرة الأساسية هنا هي أنك تقوم بتحويل التوازن الحمضي القاعدي للمحيط لدفع تحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربون غير عضوي في المحيط”، “وهذا يعني أن العملية يمكن أن تساعد جزئيًا في تعويض العواقب البيئية السلبية لتحمض المحيطات .”
نمذجة احتجاز الكربون
لاستكشاف مدى فعالية استعادة النظم البيئية الساحلية في التقاط الكربون غير العضوي ، بنى الباحثون نموذجًا عدديًا لتمثيل الكيمياء والفيزياء للأنظمة الرسوبية – مزيج معقد من الجسيمات الصلبة والكائنات الحية ومياه البحر التي تتراكم في قاع البحر.
يتمثل أحد أوجه التقدم الرئيسية في النموذج في أنه يتتبع على وجه التحديد الفوائد المحتملة للنظم الإيكولوجية لأشجار المانغروف أو الأعشاب البحرية المستعادة وتأثيرها على دورة الكربون العضوي وغير العضوي.
كما يحسب أيضًا تأثيرات غازات الدفيئة الأخرى، مثل الميثان، التي يمكن إنشاؤها أحيانًا أثناء عملية استعادة النظم البيئية لأشجار المانغروف والأعشاب البحرية.
قال نوح بلانافسكي، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة ييل: “يأتي هذا النموذج بتمثيلات لمعدلات تحول الكربون في الرواسب بناءً على كمية أشجار المانجروف التي تنمو فوق الرواسب”، “وجدنا أنه عبر مجموعة كبيرة جدًا من السيناريوهات تؤدي استعادة النظم البيئية للكربون الأزرق إلى إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون ككربون غير عضوي مذاب .”
حماية النظم البيئية الساحلية
يأمل الفريق أن يوفر هذا البحث دافعًا لحماية النظم البيئية الساحلية الحالية وتحفيزًا اقتصاديًا لاستعادة النظم البيئية المتدهورة، ربما كشكل جديد من أشكال تعويض الكربون.
وقال راينهارد: “يمكن للشركات التي تحاول تعويض انبعاثاتها شراء إزالة الكربون من خلال تمويل استعادة النظم البيئية الساحلية”، “هذا يمكن أن يساعد في إعادة بناء هذه النظم البيئية وجميع الفوائد البيئية التي توفرها ، بينما يؤدي إلى إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.”
