يجري استكشاف طرق لتعزيز امتصاص المحيطات لثاني أكسيد الكربون (CO₂) للمساعدة في معالجة أزمة المناخ. ومع ذلك، قد تُفاقم بعض هذه الأساليب نقص الأكسجين في المحيطات بشكل كبير، لذا يجب دراسة تأثيرها المحتمل على الأكسجين البحري بشكل منهجي عند تقييم مدى ملاءمتها.
قام فريق دولي من الباحثين، بقيادة البروفيسور الدكتور أندرياس أوشليس من مركز جيومار هيلمهولتز لأبحاث المحيطات في كيل، بتحليل تأثير أساليب إزالة ثاني أكسيد الكربون البحري على مستويات الأكسجين في المحيطات العالمية.
نُشرت النتائج أمس في مجلة Environmental Research Letters.
الاحتباس الحراري هو السبب الرئيسي للفقدان الهائل للأكسجين في المحيطات، حيث فُقد ما يقرب من 2% من مخزون الأكسجين خلال العقود الماضية، مع عواقب بيئية وخيمة حتى اليوم. أي ارتفاع إضافي في درجات الحرارة سيؤدي إلى فقدان إضافي للأكسجين.
لذلك، قد يتوقع المرء أن تساعد تدابير التخفيف من آثار تغير المناخ في مواجهة انخفاض الأكسجين، إلا أن الدراسة الجديدة تكشف أن العديد من طرق إزالة ثاني أكسيد الكربون البحري المقترحة (mCDR) — وخاصة تلك القائمة على العمليات البيولوجية — قد تؤدي في الواقع إلى تكثيف فقدان الأكسجين في المحيطات.
يقول البروفيسور الدكتور أوشليس، المؤلف الرئيسي للدراسة ورئيس قسم أبحاث النمذجة الجيوكيميائية الحيوية في مركز جيومار: “ما يُحسّن المناخ ليس بالضرورة مفيدًا للمحيط”.
وقد أجرى، بالتعاون مع فريق دولي عضو في شبكة اليونسكو العالمية لأكسجين المحيطات (GO2NE)، تقييمًا شاملاً باستخدام محاكاة نموذجية عالمية مثالية لتحليل الآثار المباشرة لمختلف نُهج إزالة ثاني أكسيد الكربون المُركّز (mCDR) على أكسجين المحيطات، وآثارها غير المباشرة من خلال التخفيف من آثار تغير المناخ.
تسميد المحيطات وإزالة الأعشاب البحرية من بين أكثر الأساليب أهمية
تُحدد الدراسة عدة أساليب حيوية لإزالة الكربون العضوي المتحلل (mCDR) باعتبارها بالغة الأهمية، بما في ذلك تسميد المحيطات، واستزراع الطحالب الكبيرة على نطاق واسع، يليه غمر الكتلة الحيوية، والرفع الاصطناعي للمياه العميقة الغنية بالمغذيات.
تتضمن هذه الأساليب تعزيز إنتاج الكتلة الحيوية الضوئية، يليه تحللها في باطن المحيط. تستهلك عملية إعادة التمعدن هذه الأكسجين بمستويات تُضاهي المعدل الحالي لفقد الأكسجين العالمي الناجم عن ارتفاع درجة حرارة المحيطات.
يقول البروفيسور الدكتور أوشليس: “لا يمكن اعتبار الطرق التي تزيد إنتاج الكتلة الحيوية في المحيط، والتي تؤدي لاحقًا إلى تحلل مستهلك للأكسجين، حلولًا مناخية غير ضارة”.
ويضيف: “تُظهر عمليات المحاكاة التي أجريناها أن هذه الأساليب قد تُسبب انخفاضًا في الأكسجين المذاب بما يتراوح بين 4 و40 ضعفًا مقارنةً باكتساب الأكسجين المتوقع من انخفاض الاحتباس الحراري”.
وعلى النقيض من ذلك، يبدو أن الأساليب الجيوكيميائية لإزالة ثاني أكسيد الكربون، التي لا تنطوي على إدخال المغذيات — مثل تعزيز قلوية المحيطات من خلال إضافة مواد قلوية تعتمد على الحجر الجيري — لها تأثيرات ضئيلة على مستويات الأكسجين في المحيطات، وهي قابلة للمقارنة ببساطة مع الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
من بين جميع الطرق التي خضعت للدراسة، لم تُسفر سوى زراعة الطحالب الكبيرة على نطاق واسع مع حصاد الكتلة الحيوية (أي إزالتها من المحيط) عن زيادة إجمالية في مستويات الأكسجين في المحيط. في هذه الحالة، لا يُستهلك أي أكسجين إضافي داخل البيئة البحرية، كما أن إزالة العناصر الغذائية يحد من استهلاك الأكسجين في أماكن أخرى.
تشير نتائج النماذج إلى أنه إذا طُبِّق هذا النهج على نطاق كافٍ، فقد يعكس خسائر الأكسجين السابقة، موفرًا ما يصل إلى عشرة أضعاف ما فُقد بسبب تغير المناخ خلال قرن. ومع ذلك، فإن إزالة العناصر الغذائية هنا هي التي ستؤثر سلبًا على الإنتاجية البيولوجية في المحيط.
دعوة إلى مراقبة منتظمة لأكسجين المحيطات
ونظرًا لهذه النتائج، يدعو المؤلفون إلى إدراج قياسات الأكسجين بشكل إلزامي في جميع أبحاث mCDR وجهود النشر المستقبلية.
يقول البروفيسور الدكتور أوشليس: “المحيط نظام معقد يتعرض بالفعل لضغط هائل. إذا تدخّلنا بإجراءات واسعة النطاق، فعلينا أن نضمن، مهما كانت نوايانا حسنة، ألا نزيد من تهديد الظروف البيئية البحرية التي تعتمد عليها الحياة البحرية”.
إزالة ثاني أكسيد الكربون كجزء من استراتيجية المناخ
حتى مع سياسات المناخ الطموحة، من المتوقع أن تُصدر ألمانيا ما بين 10% و20% من مستويات غازات الاحتباس الحراري الحالية خلال ثلاثة عقود، مما يُسهم في استمرار ظاهرة الاحتباس الحراري. لذلك، يُنظر في إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) للمساعدة في الوصول إلى صافي انبعاثات صفري.
يُعد المحيط العامل الرئيسي في دورة الكربون العالمية بفضل امتصاصه الطبيعي لثاني أكسيد الكربون وقدرته التخزينية الهائلة.
ومع ذلك، تحدث هذه العمليات عادةً على مدى فترات زمنية طويلة. وتهدف نُهُج إزالة ثاني أكسيد الكربون البحري (mCDR) إلى تسريع هذه العمليات الطبيعية، وبالتالي زيادة قدرة المحيط على امتصاص الكربون.
