أحد الدوافع الرئيسية لتغير المناخ هو غازات الدفيئة الزائدة في الغلاف الجوي، مثل ثاني أكسيد الكربون.
سيتطلب التخفيف من تغير المناخ في القرن المقبل إزالة الكربون عبر كهربة شبكة الطاقة أو الحد من النقل الذي يستهلك الكثير من الوقود الأحفوري وكذلك إزالة ثاني أكسيد الكربون الموجود بالفعل من الغلاف الجوي، وهي عملية تسمى بـ إزالة ثاني أكسيد الكربون.
يقترح الباحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة ييل مسارا جديدا يمكن من خلاله التقاط ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم من الغلاف الجوي عبر استعادة النظم البيئية الساحلية.
ما هي النظم البيئية الساحلية؟
تسمى تلك المناطق التي يلتقي فيها الماء مع الأرض عند حدود البحار، والمحيطات، والأنهار بالبيئة الساحليّة، وهو تجمّع للعديد من الكائنات الحيّة المتنوعة بسبب البيئة الرطبة الموجودة على الساحل، بالإضافة إلى توفيرها الموارد والمناطق السكنيّة.
تتميز النظم البيئيّة الساحليّة بمعالم أرضيّة مميزة، مثل: المنحدرات، والشواطئ، والشعاب المرجانية، وتختلف نوع المياه من نظام بيئي ساحلي لآخر فهناك مياه بحرية، ومياه عذبة، ومياه قليلة الملوحة.
داخل الأنظمة البيئية الساحلية، تلتقط الأعشاب البحرية وأشجار المانغروف- المعروفة باسم النظم الإيكولوجية للكربون الأزرق- الكربون بشكل طبيعي من خلال عملية التمثيل الضوئي، والتي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى أنسجة حية.
يشير الكربون الأزرق إلى الكربون الذي يتم عزله وتخزينه وإطلاقه بواسطة النظم البيئية الساحلية والبحرية.
قال كريس راينهارد، الأستاذ المشارك في كلية علوم الأرض والغلاف الجوي (EAS): “تستخرج أشجار المانغروف والأعشاب البحرية ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي طوال اليوم وتحوله إلى كتلة حيوية، ويمكن أن تدفن بعض هذه الكتلة الحيوية في الرواسب، وإذا بقيت هناك، فأنت بذلك قد أزلت ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.”.
ومن المحتمل أن تفيد استعادة هذه النظم الإيكولوجية النباتات والحيوانات المحلية وتساعد على تنشيط الاقتصادات الساحلية.
لكن راينهارد وزملاؤه يقترحون الآن أن استعادتها يمكن أن يزيل أيضا الكربون الإضافي من خلال مسار جديد مع مكافحة الحموضة المتزايدة في المحيط.
اقرأ أيضًا.. ما هي تقنية احتجاز الكربون وتخزينه؟ تعرف على أحد الحلول العالمية لمواجهة تغير المناخ
كربون 101
هناك نوعان رئيسيان من الكربون يدوران عبر نظام الأرض: الكربون العضوي والكربون غير العضوي.
يوجد الكربون العضوي في المادة الحية، مثل الطحالب والنباتات والحيوانات وحتى البشر.
يمكن لهذا النوع من الكربون أن يزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي مؤقتًا، ولكن إذا تم دفنه في الرواسب في قاع البحر، فقد يؤدي ذلك إلى إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون.
يمكن أيضًا العثور على الكربون غير العضوي في العديد من الأشكال، بما في ذلك الصخور والمعادن، ولكنه موجود كمكوِّن مهم مذاب في مياه المحيطات.
يتم الآن تخزين ما يقرب من 30٪ من الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية منذ الثورة الصناعية على هيئة كربون غير عضوي مذاب في المحيط.
على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون المخزن ككربون عضوي يمكن أن يتعطل ، مما يعيد توزيع ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال في الغلاف الجوي ، إلا أن إزالة ثاني أكسيد الكربون بواسطة الكربون غير العضوي من المحتمل أن تكون أكثر دواما.
قال مجتبى فخري، المؤلف الرئيسي للدراسة والباحث السابق لما بعد الدكتوراه في EAS: “حتى إذا قمت بتغيير الطريقة التي يعمل بها مشروع استعادة النظام البيئي الساحلي، فمن المحتمل إعادة تعبئة الكربون العضوي المخزن سابقًا، فإن التقاط الكربون غير العضوي هو إلى حد كبير طريق باتجاه واحد، لذلك حتى لو أدى الاضطراب الهائل في النظام البيئي في المستقبل إلى إلغاء تخزين الكربون العضوي، فإن الكربون غير العضوي الذي تم التقاطه سيظل في المحيط بشكل دائم.”.
التقاط الكربون ومقاومة الحموضة
تقوم النظم البيئية الساحلية بشكل طبيعي بإزالة الكربون من الغلاف الجوي وتوفر مجموعة من الفوائد البيئية والاقتصادية للمجتمعات الساحلية، ولكن العديد من التدخلات البشرية تسببت في تدهور أو تدمير واسع النطاق للبيئات الساحلية الطبيعية.
يمكن أن يؤدي زرع المزيد من أشجار المانغروف والأعشاب البحرية والحفاظ عليها وحماية النظام البيئي العام إلى استعادة وظائفها ما يؤدي إلى إزالة الكربون الإضافي من الغلاف الجوي. تعتبر فكرة إعادة تنشيط النظم البيئية الساحلية كطريقة لتخفيف انبعاثات الكربون ليست جديدة، لكن الأبحاث السابقة ركزت على إزالة الكربون من خلال دفن الكربون العضوي ولم تستكشف إمكانية إزالة الكربون من خلال تكوين الكربون غير العضوي.
من النتائج الرئيسية الأخرى لاستخدام الإنسان للوقود الأحفوري بعد تغير المناخ، هي تحمض المحيطات بسبب ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي، والذي يذوب في الماء ويؤدي إلى انخفاض توازن درجة الحموضة في المحيط، مما قد يكون له آثار سلبية شديدة على العديد من الكائنات الحية مثل الشعاب المرجانية.
يمكن أن يساعد تخزين ثاني أكسيد الكربون ككربون غير عضوي في المحيط في التخفيف من ذلك، لأن العمليات الكيميائية التي تؤدي إلى احتجاز الكربون ككربون غير عضوي تتضمن قلوية مياه المحيط.
قال راينهارد: “الفكرة الأساسية هنا هي أنك تقوم بتحويل التوازن الحمضي القاعدي للمحيط لدفع تحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربون غير عضوي في المحيط، هذا يعني أن العملية يمكن أن تساعد جزئيًا في تعويض العواقب البيئية السلبية لتحمض المحيطات.”.
اقرأ أيضًا.. ما هي آلية الحد من الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات وتدهورها REDD؟
نمذجة احتجاز الكربون
لاستكشاف مدى فعالية استعادة النظم البيئية الساحلية في التقاط الكربون غير العضوي، بنى الباحثون نموذجًا عدديًا لتمثيل الكيمياء والفيزياء للأنظمة الرسوبية، وهو مزيج معقد من الجسيمات الصلبة والكائنات الحية ومياه البحر التي تتراكم في قاع البحر.
يتمثل أحد أوجه التقدم الرئيسية في النموذج في أنه يتتبع على وجه التحديد الفوائد المحتملة للنظم الإيكولوجية لأشجار المانغروف أو الأعشاب البحرية المستعادة وتأثيرها على دورة الكربون العضوي وغير العضوي.
كما يحسب أيضًا تأثيرات غازات الدفيئة الأخرى، مثل الميثان، التي يمكن إنشاؤها أحيانًا أثناء عملية استعادة النظم البيئية لأشجار المانغروف والأعشاب البحرية.
قال نوح بلانافسكي، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة ييل: “يأتي هذا النموذج بتمثيلات لمعدلات تحول الكربون في الرواسب بناءً على مقدار نمو أشجار المانغروف فوق الرواسب، ووجدنا أنه عبر مجموعة كبيرة جدًا من السيناريوهات، تؤدي استعادة النظم البيئية للكربون الأزرق إلى إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون ككربون غير عضوي مذاب.”.
يأمل الفريق أن يوفر هذا البحث دافعًا لحماية النظم البيئية الساحلية الحالية وتحفيزًا اقتصاديًا لاستعادة النظم البيئية المتدهورة، ربما كشكل جديد من أشكال تعويض الكربون.
قال راينهارد: “يمكن للشركات التي تحاول تعويض انبعاثاتها الخاصة شراء إزالة الكربون من خلال تمويل استعادة النظم البيئية الساحلية”. “يمكن أن يساعد ذلك في إعادة بناء هذه النظم البيئية وجميع الفوائد البيئية التي توفرها، بينما يؤدي إلى إزالة دائمة لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.”
تابعنا على نبض