تؤدي تجوية الصخور مثل تكوينات البازلت هذه في ولاية أيداهو إلى حدوث عمليات كيميائية تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ماثيو ديلون / فليكر, CC BY

لماذا ظل مناخ الأرض مستقرًا على مدى الزمن الجيولوجي؟ الجواب قد يهزك.

تلعب الصخور ، ولا سيما الأنواع الناتجة عن النشاط البركاني ، دورًا حاسمًا في الحفاظ على استقرار مناخ الأرض على المدى الطويل ودوران ثاني أكسيد الكربون بين الأرض والمحيطات والغلاف الجوي.

لقد عرف العلماء عقود هذا التجوية الصخرية - التحلل الكيميائي للمعادن في الجبال والتربة - يزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ويحوله إلى معادن مستقرة على سطح الكوكب وفي رواسب المحيطات. ولكن لأن هذه العملية تعمل على مدى ملايين السنين ، فهي أضعف من أن تعوض الاحترار العالمي الحديث عن الأنشطة البشرية.

أضرار الأمطار الحمضية للمباني والمعالم الأثرية ، مثل تمثال الحجر الرملي في دريسدن ، ألمانيا ، هو شكل من أشكال التجوية الكيميائية. البقعة / ويكيبيديا

الآن ، ومع ذلك ، فإن العلوم الناشئة - بما في ذلك في California Collaborative for Climate Change Solutions (C4) مركز ابتكار أراضي العمل - يوضح أنه من الممكن تسريع معدلات التجوية الصخرية. يمكن أن يؤدي تعزيز التجوية الصخرية إلى إبطاء الاحترار العالمي وتحسين صحة التربة ، مما يجعل من الممكن زراعة المحاصيل بشكل أكثر كفاءة وتعزيز الأمن الغذائي.

كيمياء الصخور

العديد من العمليات صخور الطقس على سطح الأرض ، متأثرًا بالكيمياء والبيولوجيا والمناخ وتكتونية الصفائح. يحدث الشكل السائد للتجوية الكيميائية عندما يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الماء في التربة والمحيط لتكوين حمض الكربونيك.

حوالي 95٪ من قشرة الأرض و عباءة - الطبقة السميكة بين قشرة الكوكب ولبها - مصنوعة من معادن سيليكات، وهي مركبات من السيليكون والأكسجين. السيليكات هي المكون الرئيسي في معظم الصخور النارية ، والتي تتكون عندما تبرد المادة البركانية وتتصلب. تشكل هذه الصخور حوالي 15٪ من صخور الأرض سطح الأرض.

عندما يتلامس حمض الكربونيك مع بعض معادن السيليكات ، فإنه يطلق عملية كيميائية تعرف باسم رد فعل أوري. يسحب هذا التفاعل ثاني أكسيد الكربون الغازي من الغلاف الجوي ويجمعه مع الماء وسيليكات الكالسيوم أو المغنيسيوم ، مما ينتج عنه أيوني بيكربونات. بمجرد أن يُحبس ثاني أكسيد الكربون في كربونات التربة هذه ، أو يُغسل في النهاية إلى المحيط ، فإنه لم يعد يسخن المناخ.

عندما يذوب حمض الكربونيك معادن سيليكات الكالسيوم والمغنيسيوم ، فإنها تتحلل إلى مركبات مذابة ، بعضها يحتوي على الكربون. يمكن أن تتدفق هذه المواد إلى المحيط ، حيث تستخدمها الكائنات البحرية لبناء الأصداف. في وقت لاحق يتم دفن القذائف في رواسب المحيطات. يطلق النشاط البركاني بعض الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي ، ولكن يبقى الكثير منه مدفونًا في الصخور لملايين السنين. جريتاشوم / ويكيبيديا, CC BY-SA

يعمل تفاعل أوري بمعدل أعلى عندما تعرض الجبال الغنية بالسيليكات مثل جبال الهيمالايا مادة جديدة إلى الغلاف الجوي - على سبيل المثال ، بعد الانهيار الأرضي - أو عندما يصبح المناخ أكثر سخونة ورطوبة. تظهر الأبحاث الحديثة أن البشر يمكنهم تسريع العملية بشكل كبير للمساعدة في مكافحة الاحترار العالمي الحديث.

تسريع التجوية

أكبر حد للتجوية هو كمية معادن السيليكات المعرضة في أي وقت. يؤدي طحن صخور السيليكات البركانية إلى مسحوق ناعم إلى زيادة مساحة السطح المتاحة للتفاعلات. علاوة على ذلك ، فإن إضافة هذا الغبار الصخري إلى التربة يعرضها لجذور النباتات وميكروبات التربة. تنتج كل من الجذور والميكروبات ثاني أكسيد الكربون لأنها تحلل المواد العضوية في التربة. وهذا بدوره يزيد من تركيزات حمض الكربونيك التي تسرع التجوية.

تشير إحدى الدراسات الحديثة التي أجراها علماء بريطانيون وأمريكيون إلى أن إضافة صخور السيليكات المكسرة بدقة ، مثل البازلت ، إلى جميع تربة الأراضي الزراعية في الصين والهند والولايات المتحدة والبرازيل يمكن أن يؤدي إلى التجوية التي من شأنها إزالة أكثر من 2 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كل عام. للمقارنة ، أصدرت الولايات المتحدة حوالي 5.3 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون في عام 2018.

الزراعة بالصخور

يتمثل أحد الجوانب الجذابة للتجوية المحسنة في أنه في دراسات البيئة الخاضعة للرقابة التي تتضمن تعديلات البازلت للتربة ، يتم تحسين غلات الحبوب من الحبوب عن طريق تقريبًا 20٪.

كطقس من البازلت ، فإنه يزيد من العناصر الغذائية النباتية الحيوية التي يمكن أن تعزز الإنتاج وتزيد من غلة المحاصيل. المغذيات المعدنية مثل الكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم تخلق تربة صحية. كان المزارعون تعديل التربة بالمعادن الصخرية لعدة قرون، لذا فإن المفهوم ليس بجديد.

نثر الجير في حقل في ديفون بإنجلترا لتحسين جودة التربة. مارك روبنسون / ويكيبيديا, CC BY

في مركز ابتكار أراضي العمل، ربما نجري أكبر تجربة عرض تجوية محسّنة في مزارع حقيقية في العالم. نحن نتشارك مع المزارعين ومربي الماشية والحكومة وصناعة التعدين والقبائل الأمريكية الأصلية في كاليفورنيا في حوالي 50 فدانًا من تجارب تعديل تربة الأراضي الزراعية. نحن نختبر تأثيرات غبار الصخور وتعديلات السماد على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من التربة ، واحتجاز الكربون ، وإنتاجية المحاصيل ، وصحة النبات والميكروبات.

تشير نتائجنا الأولية إلى أن إضافة البازلت و وولاستونيت، وهو معدن سيليكات الكالسيوم ، أدى إلى زيادة محصول الذرة بنسبة 12٪ في العام الأول. أعمل مع برنامج التجارة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في كاليفورنيا والمصالح الزراعية المتنوعة لولايتنا ، نأمل في إنشاء مسار يقدم حوافز مالية للمزارعين ومربي الماشية الذين يسمحون بتجوية الصخور على أراضيهم. نهدف إلى إنشاء بروتوكول للمزارعين ومربي الماشية لكسب المال من الكربون الذي يزرعونه في التربة ومساعدة الشركات والصناعة على تحقيق أهدافهم المتعلقة بحيادية الكربون

لماذا الانبعاثات السلبية مهمة

تحت المبادرة من اتفاق المناخ 2015 باريس، تعهدت الدول بالحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى أقل من درجتين مئويتين فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية. سيتطلب هذا تخفيضات هائلة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

إن سحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء - المعروف أيضًا باسم الانبعاثات السلبية - ضروري أيضًا لتجنب أسوأ نتائج تغير المناخ ، لأن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي له تأثير متوسط ​​عمر أكثر من 100 عام. كل جزيء من ثاني أكسيد الكربون يتم إطلاقه في الغلاف الجوي من خلال احتراق الوقود الأحفوري أو تطهير الأرض سيبقى هناك لعقود عديدة مما يحبس الحرارة ويدفئ سطح الأرض.

{vembed Y = 4IUQn9uL6W0} في نسخة أسرع من التجوية المحسّنة ، يضخ العلماء ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج تحت الأرض في تشكيلات بازلتية ، حيث يتفاعل مع المعادن لتشكيل صخور صلبة جديدة.

تحتاج الدول إلى مجموعة من الحلول لخلقها انبعاثات السلبية. تستعد عملية التجوية المحسّنة للتوسع السريع ، مع الاستفادة من معدات المزارع الموجودة بالفعل ، وعمليات التعدين العالمية وسلاسل التوريد التي توفر حاليًا الأسمدة والبذور في جميع أنحاء العالم. من خلال معالجة تآكل التربة والأمن الغذائي إلى جانب تغير المناخ ، أعتقد أن التجوية الصخرية يمكن أن تساعد البشر على الهروب من المكان الصعب الذي نجد أنفسنا فيه اليوم.

نبذة عن الكاتب

بنجامين ز. هولتون ، أستاذ الدراسات البيئية العالمية ، وزميل المستشار ومدير معهد جون موير للبيئة ، جامعة كاليفورنيا، ديفيس

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

السحب: الخطة الأكثر شمولاً على الإطلاق من أجل عكس الاحترار العالمي

بول هوكين وتوم شتاير
في مواجهة الخوف واللامبالاة على نطاق واسع ، اجتمع تحالف دولي من الباحثين والمهنيين والعلماء لتقديم مجموعة من الحلول الواقعية والجريئة لتغير المناخ. مائة تقنيات وممارسات موصوفة هنا - بعضها معروف جيدًا ؛ البعض ربما لم تسمع به من قبل. وهي تتراوح بين الطاقة النظيفة وتعليم الفتيات في البلدان المنخفضة الدخل إلى ممارسات استخدام الأراضي التي تسحب الكربون من الهواء. الحلول موجودة وقابلة للحياة اقتصاديًا ، والمجتمعات في جميع أنحاء العالم تعمل حاليًا على تفعيلها بمهارة وتصميم. متاح في أمازون

تصميم حلول المناخ: دليل السياسات للطاقة المنخفضة الكربون

هال هارفي ، روبي أورفيس ، جيفري ريسمان
مع آثار تغير المناخ علينا بالفعل ، فإن الحاجة إلى خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية ليست أقل من إلحاح. إنه تحد شاق ، لكن التقنيات والاستراتيجيات اللازمة لمواجهته موجودة اليوم. يمكن لمجموعة صغيرة من سياسات الطاقة ، المصممة والمنفذة بشكل جيد ، أن تضعنا على الطريق نحو مستقبل منخفض الكربون. أنظمة الطاقة كبيرة ومعقدة ، لذلك يجب أن تكون سياسة الطاقة مركزة وفعالة من حيث التكلفة. نهج مقاس واحد يناسب الجميع لن ينجز المهمة ببساطة. يحتاج صانعو السياسات إلى مورد واضح وشامل يحدد سياسات الطاقة التي سيكون لها أكبر تأثير على مستقبل المناخ لدينا ، ويصف كيفية تصميم هذه السياسات جيدًا. متاح في أمازون

هذا يغير كل شيء: الرأسمالية مقابل والمناخ

بواسطة نعومي كلاين
In هذا يغير كل شيء تقول ناعومي كلاين أن تغير المناخ ليس مجرد قضية أخرى يتم وضعها بدقة بين الضرائب والرعاية الصحية. إنه إنذار يدعونا إلى إصلاح نظام اقتصادي يفشلنا بالفعل بطرق عديدة. يبني كلاين بدقة على كيفية خفض انبعاثاتنا من غازات الدفيئة بشكل كبير ، وهو أفضل فرصة لنا للتخفيف من التباين الفجائي في الوقت نفسه ، وإعادة تخيل ديمقراطياتنا المحطمة ، وإعادة بناء اقتصاداتنا المحلية المدمرة. إنها تعرّض اليأس الأيديولوجي الذي ينكره من ينكرون تغير المناخ ، والأوهام المشينة التي ارتكبها المهندسون الجيولوجيون المحتملين ، والانهزامية المأساوية في الكثير من المبادرات الخضراء السائدة. وهي تدلل على وجه التحديد على السبب الذي يجعل السوق لا تستطيع - ولا يمكنها - إصلاح أزمة المناخ ، ولكنها ستجعل الأمور أسوأ ، مع أساليب استخراج مدمرة للغاية ومدمرة من الناحية البيئية ، مصحوبة برأسمالية كوارث متفشية. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.