Методы, направленные на увеличение поглощения океаном углекислого газа (CO₂), исследуются для борьбы с климатическим кризисом. Однако некоторые из этих подходов могут значительно усилить деоксигенацию океана. Поэтому необходимо систематически оценивать их потенциальное воздействие на уровень кислорода в морской воде при определении их пригодности.
Международная группа исследователей под руководством профессора доктора Андреаса Ошлиса из Центра океанических исследований GEOMAR Helmholtz в Киле проанализировала влияние методов удаления углекислого газа из океана на глобальные уровни кислорода в океане. Результаты были опубликованы вчера в журнале Environmental Research Letters.
Глобальное потепление — основная причина потери кислорода в океане
За последние десятилетия примерно 2% запасов кислорода в океане было потеряно, что уже сегодня имеет серьёзные экологические последствия. Любое дополнительное потепление приведёт к дополнительной потере кислорода. Можно было бы ожидать, что меры по борьбе с изменением климата помогут противодействовать снижению уровня кислорода. Однако новое исследование показывает, что многие предлагаемые методы удаления углекислого газа из океана (mCDR), особенно основанные на биологических процессах, могут фактически усилить потерю кислорода в океане.
«То, что помогает климату, не всегда полезно для океана», — говорит профессор доктор Ошлис, ведущий автор исследования и руководитель отдела биогеохимического моделирования в GEOMAR.
Вместе с международной группой, входящей в Глобальную сеть по изучению кислорода в океане ЮНЕСКО (GO2NE), он провёл комплексную оценку, используя идеализированные глобальные модельные симуляции для анализа как прямого воздействия различных подходов mCDR на кислород в океане, так и их косвенных эффектов через смягчение последствий изменения климата.
Биотические методы mCDR особенно критичны
Исследование определяет несколько биотических методов mCDR как особенно критические, включая удобрение океана, крупномасштабное выращивание макроводорослей с последующим погружением биомассы и искусственное поднятие богатых питательными веществами глубинных вод. Эти подходы предполагают увеличение производства фотосинтетической биомассы с последующей её деградацией в океане. Этот процесс реминерализации потребляет кислород — на уровнях, сравнимых с текущей скоростью глобальной деоксигенации, вызванной потеплением океана.
«Методы, которые увеличивают производство биомассы в океане и впоследствии приводят к разложению, потребляющему кислород, не могут считаться безвредными климатическими решениями», — говорит профессор доктор Ошлис. «Наши модельные симуляции показывают, что такие подходы могут вызвать снижение уровня растворённого кислорода в 4–40 раз больше, чем ожидается от прироста кислорода в результате снижения глобального потепления».
Геохимические методы mCDR с минимальным воздействием на уровень кислорода в океане
В отличие от этого, геохимические методы mCDR, которые не предполагают внесения питательных веществ, такие как повышение щелочности океана путём добавления щелочных веществ на основе известняка, по-видимому, оказывают минимальное влияние на уровень кислорода в океане и сопоставимы с простым сокращением выбросов CO₂.
Среди всех исследованных методов только крупномасштабное выращивание макроводорослей с сбором биомассы (т. е. удалением из океана) привело к общему увеличению уровня кислорода в океане. В этом случае дополнительный кислород в морской среде не потребляется, а удаление питательных веществ ограничивает потребление кислорода в других местах.
Результаты моделирования показывают, что при внедрении в достаточном масштабе этот подход может даже обратить вспять прошлые потери кислорода, обеспечивая до 10 раз больше кислорода, чем было потеряно из-за изменения климата в течение столетия. Однако здесь именно удаление питательных веществ негативно скажется на биологической продуктивности в океане.
Авторы выступают за обязательное включение измерений кислорода во все будущие исследования и усилия по внедрению mCDR
Учитывая эти выводы, авторы выступают за обязательное включение измерений кислорода во все будущие исследования и усилия по внедрению mCDR.
«Океан — это сложная система, которая уже находится под сильным давлением», — говорит профессор доктор Ошлис. «Если мы будем вмешиваться с помощью крупномасштабных мер, мы должны обеспечить, чтобы, независимо от того, насколько хороши наши намерения, мы не угрожали ещё больше морским условиям окружающей среды, от которых зависит морская жизнь».
Удаление углекислого газа из океана (CDR) рассматривается для достижения нулевых выбросов
Даже при амбициозной климатической политике ожидается, что Германия будет выбрасывать от 10% до 20% сегодняшних уровней парниковых газов через три десятилетия, что продолжит стимулировать глобальное потепление. Поэтому удаление углекислого газа (CDR) рассматривается как способ помочь достичь нулевых выбросов. Океан является ключевым игроком в глобальном углеродном цикле из-за его естественного поглощения CO₂ и огромной ёмкости хранения.
Однако эти процессы обычно происходят в течение длительных временных масштабов. Методы морского удаления углекислого газа (mCDR) направлены на ускорение этих естественных процессов, тем самым увеличивая способность океана поглощать углерод.