Поскольку общество борется с усиливающимися последствиями изменения климата, лица, принимающие решения, все чаще рассматривают удаление углекислого газа как необходимое дополнение к сокращению выбросов. Одной из стратегий, получившей наибольшее внимание, является идея удобрения частей океана железом для стимулирования роста фитопланктона.

Группа исследователей из лаборатории Бигелоу разработала математическую модель , которая оценивает потенциальные затраты на проведение крупномасштабного внесения железных удобрений с помощью самолета или корабля. Они сосредотачивают внимание на океанографических параметрах, которые, вероятно, будут определять эффективность стратегии, обнаруживая почти 100-кратную разницу в затратах между лучшим и худшим сценариями.

Кроме того, исследователи обнаружили, что доставка железа самолетом, которая не получила широкого распространения, может быть более рентабельной, чем доставка кораблем, но также и то, что проверка того, что углерод фиксируется в глубоком океане в долгосрочной перспективе, и мониторинг воздействия на окружающую среду может добавить высокие затраты .

Их результаты, опубликованные недавно в журнале Earth’s Future, помогут исследователям выявить самые большие неопределенности в удобрении океана железом и их стоимость.

«Основная причина создания этой модели затрат заключалась не в том, чтобы точно выяснить экономику железных удобрений», — сказал старший научный сотрудник и ведущий автор Дэвид Эмерсон. «Это было сделано для того, чтобы показать, как стоимость варьируется в зависимости от неопределенности всех различных океанографических аспектов, включая менее очевидные, которые необходимо учитывать».

Удобрение железом, как и некоторые другие стратегии удаления углекислого газа из морской среды , призвано улучшить естественный процесс. Минимальная доступность железа является основным фактором, ограничивающим рост фитопланктона почти в одной трети океана, включая обширный Южный океан.

Когда даже относительно небольшое количество питательных веществ добавляется в эти экосистемы — посредством естественных или искусственных процессов — это стимулирует цветение фитопланктона. Эти организмы поглощают углекислый газ, растворенный в океане, из воздуха и, когда они умирают, могут в обозримом будущем опустить его на дно океана.

Стоимость улучшения этого процесса в больших масштабах во многом зависит от его эффективности с точки зрения того, сколько углерода попадает в глубины океана и остается там.

«Мы можем с уверенностью пойти и вызвать цветение фитопланктона с помощью железа, но вопрос в том, какая часть углерода на самом деле экспортируется в океан, причем не только в течение дней и недель, но и в течение многих лет и десятилетий», — сказал старший научный сотрудник Бен Твининг, соавтор исследования.

Команда построила свою экономическую модель , предполагая ряд возможных показателей эффективности на каждом этапе процесса, с разными оценками того, сколько углерода может быть поглощено фитопланктоном, сколько преобразуется обратно в углекислый газ и повторно высвобождается, а сколько поглощается. в глубокий океан.

Они также исследовали возможность того, что микробы, которые будут питаться всем этим новым растительным материалом, смогут производить закись азота, гораздо более мощный парниковый газ. Кроме того, модель учитывает некоторые логистические затраты: от производства и обработки железа до эксплуатации самолета или корабля, посева и мониторинга полученного цветения.

Неопределенность относительно того, как океан отреагирует на удобрение железом и насколько биологически эффективным будет этот процесс, привела к огромному диапазону цен: от всего лишь 7 долларов за тонну удаленного углерода до 1500 долларов за тонну. Если включить затраты на проверку, это может увеличить стоимость доллара за тонну еще в три-четыре раза.

Исследователи предупреждают, что точные цифры, которые дает модель, на данный момент все еще являются лишь лучшими оценками, но они полезны для оценки неопределенностей в процессе. С этой целью модель подчеркивает необходимость дополнительных исследований, особенно того, насколько «постоянным» является это потенциальное решение, а также риски производства дополнительных парниковых газов. Это также подчеркивает необходимость получения дополнительной информации о методах проверки и воздушной доставке.

«Настоящая ценность этой работы заключается не в точных цифрах, которые мы получили, а в том, как она показывает, где находятся наибольшие неопределенности», — сказал Твининг. «Модели полезны не потому, что они дают точный ответ, а потому, что они дают вам основу для выяснения того, над чем вам нужно работать дальше».