​“Sadzenie” skał ocali klimat? Nietypowy pomysł na lepsze gleby i czystsze powietrze

“Ulepszone wietrzenie skał”, znane także pod skrótem ERW, ma być, zdaniem zwolenników tej technologii, naszą najlepszą nadzieją na powstrzymanie galopującego globalnego ocieplenia. “Technologia” to zresztą może nie być właściwe określenie: ERW opiera się na naturalnych procesach, które stabilizowały ziemski klimat od milionów lat. 

Znajdujący się w atmosferze CO2 łączy się z wodą deszczową, tworząc kwas węglowy. Ten, wraz z ulewami, spada na łąki, lasy i góry. W kontakcie ze skałami, zwłaszcza wulkanicznymi skałami takimi jak bazalt i oliwiny, CO2 wchodzi w reakcję chemiczną, która tworzy minerały zwane węglanami, w których CO2 pozostaje zmagazynowane przez tysiące czy miliony lat. To naturalny sposób “odsysania” CO2 z atmosfery. Jest jednak niezwykle powolny. 

Naturalne wietrzenie skał zwykle trwa setki tysięcy lat. My nie mamy tyle czasu. Dlatego w laboratoriach i start-upach na całym świecie trwają prace mające na celu przyspieszenie tego procesu. Procedura jest prosta. Rozdrabnia się skały, zwiększając ich powierzchnię i zapewniając im lepszy kontakt z CO2, po czym rozsypuje na polach. W tej sposób proces jest skrócony do kilkudziesięciu lat. 

ERW ma mieć wiele zalet: jest niezwykle skalowalna, ponieważ potrzebne do niej skały są pospolite, a technologia ich wydobywania i mielenia bardzo prosta. Ma również znaczny potencjał sekwestracji dwutlenku węgla szacowany nawet na cztery miliardy ton rocznie. Związany w skałach węgiel ma pozostawać w nich przez co najmniej 10 tys. lat, może też być wykorzystywana w środowiskach lądowych, przybrzeżnych i wodnych.Ale na tym korzyści ERW się nie kończą. 

Skały krzemianowe, takie jak bazalt, są bogate w minerały i działają jak polepszacze gleby, gdy są rozprowadzane na gruntach rolnych – odwracają zakwaszenie gleby i zmniejszają zapotrzebowanie na nawozy. Pomaga także odkwaszać oceany: ERW tworzy jony wodorowęglanowe, które są wypłukiwane do morza i służą jako środek odkwaszający. Skorupiaki, takie jak homary i małże, wykorzystują powstały węglan wapnia do budowy muszli, które ostatecznie opadają na dno morskie, tworząc skały węglanowe, takie jak wapień, zatrzymując CO2 na miliony lat.

Dotąd nie zmierzono jednak precyzyjnie potencjalnych korzyści, jakie ta technologia może przynieść. Najnowsze badanie, opublikowane w czasopiśmie Earth’s Future, miało na celu oszacowanie tego, jak zastosowanie ERW na szeroką skalę może pomóc w walce z globalnym ociepleniem, jakie skutki dla rolnictwa będzie miało i w jaki sposób najlepiej wykorzystać to rozwiązanie. 

„Ulepszone wietrzenie skał stwarza mniejsze ryzyko w porównaniu z innymi interwencjami klimatycznymi” – stwierdza S. Hun Baek, klimatolog z Yale University, który kierował badaniem. „Zapewnia również pewne kluczowe korzyści, takie jak odmładzanie zubożonych gleb i przeciwdziałanie zakwaszeniu oceanów, co może uczynić je bardziej pożądanym społecznie”.Nowe badanie bada potencjał zastosowania pokruszonego bazaltu, szybko wietrzącej skały, która tworzy się podczas stygnięcia lawy, na polach uprawnych na całym świecie.„Jest tu ogromny potencjał” mówi współautor badania Noah Planavsky, geochemik z Yale University. „Chociaż wciąż mamy wiele do nauczenia się z punktu widzenia nauki podstawowej, to, co obserwujemy jest obiecujące”.

Naukowcy wykorzystali nowy model biogeochemiczny do symulacji, w jaki sposób zastosowanie pokruszonego bazaltu na polach uprawnych spowodowałoby pochłanianie dwutlenku węgla i wskazania obszarów, w których metoda może być najbardziej skuteczna. W tym celu badacze przeprowadzili symulacje wietrzenia skał na 1000 obszarów rolniczych na całym świecie, w ramach dwóch scenariuszy emisji od 2006 do 2080 roku. 

Odkryli, że w ciągu 75 lat badane obszary mogłyby pochłonąć 64 gigatony dwutlenku węgla. 

Ekstrapolując to na wszystkie pola uprawne na świecie, w tym samym okresie potencjalnie moglibyśmy wychwycić z atmosfery 217 gigaton węgla. „Najnowszy raport IPCC mówi, że oprócz gwałtownej redukcji emisji, do 2100 r. musimy usunąć od 100 do 1000 gigaton węgla z atmosfery, aby powstrzymać globalny wzrost temperatury o więcej niż półtora stopnia Celsjusza” – powiedział Baek. „Nasze szacunki pokrywają się więc z dolnym progiem tego zakresu”. 

Ponieważ wietrzenie postępuje szybciej w gorącym i wilgotnym środowisku, proces przebiegałby szybciej w regionach tropikalnych niż na wyższych szerokościach geograficznych. 

Niektóre inne metody pochłaniania dwutlenku węgla, takie jak te, które polegają na magazynowaniu węgla organicznego w glebie, stają się mniej skuteczne wraz z ociepleniem klimatu.

„Ulepszone wietrzenie skał jest zaskakująco odporne na zmiany klimatyczne” powiedział Baek. „Nasze wyniki pokazują, że jest stosunkowo niewrażliwy na zmiany klimatu i działa mniej więcej tak samo w scenariuszach umiarkowanego i poważnego globalnego ocieplenia. To daje nam wiarę w jego potencjał jako długoterminowej strategii”.

Rolnicy stosują już miliony ton wapienia (węglanu wapnia, który może być źródłem lub pochłaniaczem węgla) na swoich polach w celu dostarczania składników odżywczych i kontrolowania kwasowości gleby, więc stopniowa zmiana rodzaju stosowanej przez nich skały może pozwolić płynnie rozpocząć stosowanie ulepszonego wietrzenia skał na szeroką skalę. Dziś technologia ta stosowana jest na małą skalę. 

Badacze pracują teraz nad strategią jej “realistycznego wdrożenia” na skalę globalną. Ryzykiem, jakie wiąże się z zastosowaniem tej technologii na szeroką skalę jest to, że zwiększone zapotrzebowanie na skruszony bazalt może doprowadzić do otwarcia nowych kamieniołomów, które mogą mieć niekorzystny wpływ na środowisko. ERW jest jednak jedną z najbardziej obiecujących technologii usuwania CO2 z atmosfery. I, potencjalnie, jedną z najtańszych. Analiza techniczno-ekonomiczna z 2020 r. oszacowała koszt stosowania ERW na polach uprawnych na 80–180 USD za tonę usuniętego z atmosfery CO2. 

W przypadku bioenergii z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla (BECCS) cena sięga 100-200 dol. za tonę. Mechaniczne urządzenia usuwające CO2 z atmosfery robią to za 100-300 dol. za tonę. 

Opublikowane w ubiegłym roku badanie wskazuje, że stosowanie ERW na polach uprawnych samej Wielkiej Brytanii pozwoliłoby usunąć 6-30 mln ton CO2 rocznie. To 45 proc. ilości CO2, który Brytyjczycy muszą usunąć, by osiągnąć do 2050 r. zerowe emisje netto.