Een oplossing voor hypercapnie? Een nieuwe studie suggereert het bemesten van de oceaan

Op ijzer gebaseerde meststoffen in de vorm van nanodeeltjes hebben het potentieel om overtollig koolstofdioxide in de oceaan op te slaan.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Michael Hochela van Pacific Northwest Nationaal Laboratorium Er wordt gesuggereerd dat het gebruik van micro-organismen een oplossing zou kunnen zijn om tegemoet te komen aan de dringende behoefte om overtollig koolstofdioxide uit het milieu van de aarde te verwijderen.

Het team voerde een analyse uit die in het tijdschrift is gepubliceerd Nanotechnologie van de natuurover de mogelijkheid om zaden voor de oceanen te zaaien met ijzerrijke kunstmestdeeltjes in de buurt van oceaanplankton, microscopisch kleine planten die cruciaal zijn voor het oceaanecosysteem, om de groei en opname van kooldioxide door fytoplankton te bevorderen.

“Het idee is om bestaande processen te verbeteren”, zegt Hochella, een laboratoriummedewerker bij het Pacific Northwest National Laboratory. Mensen bemesten het land al eeuwenlang om gewassen te verbouwen. We kunnen leren de oceanen op verantwoorde wijze te bemesten.”

Michael Hochela is een internationaal erkend milieugeochemicus. Credits: Virginia Tech Photographic Services

In de natuur bereiken voedingsstoffen van het land de oceanen via rivieren en blazen stof op om plankton te bevruchten. Het onderzoeksteam stelt voor om dit natuurlijke proces een stap verder te brengen om overtollig koolstofdioxide uit de oceaan te helpen verwijderen. Ze bestudeerden bewijs dat het toevoegen van specifieke combinaties van zorgvuldig ontworpen materialen de oceanen effectief kan bemesten, waardoor fytoplankton wordt aangemoedigd om als koolstofput te fungeren. Levende organismen zullen koolstof in grote hoeveelheden opnemen. Als ze dan sterven, zinken ze naar de diepten van de oceaan en nemen ze de overtollige koolstof mee. Wetenschappers zeggen dat deze voorgestelde bevruchting simpelweg een natuurlijk proces zou versnellen dat koolstof al veilig vastlegt in een vorm die het duizenden jaren uit de atmosfeer zou kunnen verwijderen.

“Op dit moment is tijd van essentieel belang”, zei Hochela. “Om stijgende temperaturen tegen te gaan, moeten we het kooldioxidegehalte op wereldschaal verlagen. Als we al onze opties overwegen, inclusief het gebruik van de oceanen als koolstofdioxideput, hebben we de beste kans om de planeet af te koelen.”

Haal inzichten uit de literatuur

In hun analyse voerden de onderzoekers aan dat gemanipuleerde nanodeeltjes verschillende aantrekkelijke eigenschappen hebben. Zeer controleerbaar en speciaal ontworpen voor verschillende oceaanomgevingen. Oppervlaktecoatings kunnen ervoor zorgen dat deeltjes aan plankton blijven kleven. Sommige deeltjes hebben ook lichtabsorberende eigenschappen, waardoor plankton meer koolstofdioxide kan verbruiken en gebruiken. De algemene aanpak kan ook worden afgestemd op de behoeften van specifieke oceaanomgevingen. Het ene gebied zou bijvoorbeeld meer baat kunnen hebben bij op ijzer gebaseerde deeltjes, terwijl op silicium gebaseerde deeltjes effectiever zouden kunnen zijn in andere, zeggen ze.

De analyse van de onderzoekers van 123 gepubliceerde onderzoeken toonde aan dat verschillende niet-toxische minerale zuurstofstoffen de groei van plankton veilig kunnen bevorderen. Ze beweren dat de stabiliteit, de overvloed aan land en het gemak waarmee deze materialen kunnen worden gemaakt, ze tot haalbare opties maken als planktonmeststoffen.

Het team analyseerde ook de kosten van het maken en distribueren van verschillende moleculen. Hoewel het proces veel duurder zal zijn dan het toevoegen van niet-geconstrueerde materialen, zal het ook aanzienlijk efficiënter zijn.

Referentie: “Potentieel gebruik van gemanipuleerde nanodeeltjes in oceaanbemesting voor grootschalige verwijdering van atmosferische kooldioxide” door Peyman Babakhani, Tannabon Vinrat, Mohamed Balousha, Colaba Suratana, Carolyn L. Peacock en Benjamin S. Twining, Michael F. Hochela Jr. 28 november 2022, hier beschikbaar. Nanotechnologie van de natuur.
DOI: 10.1038/s41565-022-01226-w

Naast Hochella bestond het team uit onderzoekers uit Engeland, Thailand en verschillende in de VS gevestigde onderzoeksinstellingen. De studie werd gefinancierd door de European Research Council in het kader van het onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon 2020 van de Europese Unie.