Казалось бы, чем ниже кислотность океана — тем больше он поглотит атмосферной углекислоты. Победа над парниковым газом! Но ученые обнаружили опасный предел, после которого климатическая технология начинает давать сбой.
Принудительное защелачивание прибрежных морских вод через устья рек рассматривалось как палочку-выручалочку в борьбе с ростом уровня углекислого газа в атмосфере. Избыток углекислоты должен был поглотить ставший менее кислым океан. Но в процессе реализации проекта выяснилось, что не все так просто.Источник: Pexels
Технология искусственного защелачивания морской воды, которую некоторые ученые рассматривают едва ли не как панацею в борьбе с парниковыми газами, может оказаться менее эффективной, если применять ее без учета законов химии. К такому выводу пришли исследователи, изучавшие процессы в прибрежных и эстуарных водах. Работа опубликована в журнале Frontiers in Marine Science.
Метод, известный как Ocean Alkalinity Enhancement (OAE), предполагает добавление в морскую воду щелочных продуктов. Это изменяет химический состав воды, благодаря чему океан будет способен поглощать больше углекислого газа из атмосферы. Именно океан сегодня забирает значительную часть антропогенных выбросов CO2, поэтому ученые рассматривают усиление этого естественного процесса как один из инструментов борьбы с изменением климата.
Однако эксперименты показали, что при слишком высоких дозах добавленной щелочи начинается быстрое образование карбоната кальция. В результате эффект защелачивания затухает еще до того, как вода успевает поглотить дополнительный углекислый газ. При более интенсивном осаждении карбонатов возможен даже выброс CO2 обратно в воду и атмосферу, что на корню подрывает эффективность всей технологии.
Карта, на которой показаны места отбора проб на Ривер-стрит (32°04’53,05” с.ш., 81°05’20,23” з.д.) и Гоут-Пойнт (32°01’00,38” с.ш., 80°52’58,59” з.д.) на Саванна-Ривер, штат Джорджия. В таблице-вкладыше представлены исходные химические характеристики воды, включая общую кислотность и соленость, измеренные на каждом участке. Ривер-Стрит относится к проточной части реки, а Гоут-Пойнт — эстуарная зона с более высокой соленостью из-за приливного воздействия Атлантического океана. Источник: https://www.frontiersin.org/j
Где проходит опасная граница
Авторы работы исследовали различные уровни повышения щелочности. Наиболее высокая добавка — около 1,4 моль/кг — неизменно вызывала быстрое выпадение карбоната кальция менее чем за сутки. При умеренном уровне 0.7 моль/кг устойчивость зависела от температуры воды и способа ее насыщения углекислым газом, а наименьшая добавка — 0,3 моль/кг — сохраняла стабильность более месяца. Дополнительное разбавление обработанной воды природной морской водой заметно снижало риск образования карбонатных осадков, особенно если доля естественной воды превышала 60%.
При этом исследователи отмечают, что катастрофического самоподдерживающегося осаждения карбонатов, которого опасались некоторые специалисты, они не наблюдали даже при максимальных концентрациях. Тем не менее для практического применения технологии необходимо подбирать параметры индивидуально для каждого прибрежного района с учетом температуры, солености и интенсивности перемешивания воды.
Графический экстракт в рецензируемом журнале. Если коротко, то морскую воду лучше не защелачивать и не подкислять. Источник: https://www.frontiersin.org/
Интересно, что ранее другая группа ученых показала: эстуарии могут быть перспективными площадками для подобных проектов благодаря сильному перемешиванию воды и быстрому переносу щелочной среды в поверхностные слои открытого моря. Однако уже тогда исследователи подчеркивали необходимость оценки возможных биогеохимических и экологических последствий таких вмешательств.
Стабильное применение технологии искусственного защелачивания требует стратегий, учитывающих особенности конкретной площадки, включая градиенты солености, температуру и условия перемешивания воды.
Аманда Мелендес-Перес
первый автор исследования
Ранее мы рассказали о том, как эстуарии сибирских рек становятся «складом» радионуклидов. Об опасностях антропогенного закисления океана и способности морских обитателей с ним бороться читайте здесь.
