Le nazioni del mondo non sono neanche lontanamente vicine al raggiungimento degli obiettivi dell'Accordo globale di Parigi sui cambiamenti climatici di mantenere l'aumento della temperatura globale a 2 gradi Celsius rispetto alle medie del 19° secolo, tanto meno il suo obiettivo più ambizioso di mantenere le temperature a un aumento di 1,5°C.

Il più recente rapporto sul divario di emissioni del Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente rileva che "le emissioni globali di gas serra non mostrano segni di picco". Secondo un altro studio, la possibilità che gli esseri umani possano limitare il riscaldamento a non più di 2°C entro il 2100 non è superiore al 5%, ed è probabile che le temperature aumenteranno tra 2,6°-3,7°C entro la fine del secolo.

Queste tendenze inquietanti hanno portato a una crescente attenzione sui modi per rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera. Tra i metodi esplorati c'è l'uso dell'oceano per assorbire e/o immagazzinare carbonio aggiungendo rocce frantumate o altre fonti di alcalinità per reagire con CO ₂ nell'acqua di mare, consumando infine CO . atmosferica ₂ .

Questo tipo di rimozione dell'anidride carbonica su larga scala potrebbe funzionare? Uno sguardo più attento illustra i potenziali compromessi ambientali derivanti dall'impiego della rimozione dell'anidride carbonica marina e il complesso tecnico, questioni di governance economica e internazionale che solleva.

Cattura e stoccaggio del carbonio terrestre contro oceano

Noi e altri ricercatori vediamo l'oceano come un luogo logico in cui cercare ulteriori opportunità di rimozione dell'anidride carbonica poiché attualmente assorbe passivamente circa 10 gigatonnellate (10, 000, 000, 000 tonnellate) di CO ₂ all'anno o circa un quarto delle emissioni annue mondiali. Inoltre, gli oceani contengono molto più carbonio dell'atmosfera, suoli, piante e animali insieme, e potrebbe avere il potenziale per immagazzinare trilioni di tonnellate in più.

L'ultimo rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico si è concentrato molto sui metodi terrestri per la cattura e lo stoccaggio del carbonio. Una tecnica importante è chiamata bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio, BECC, dove la biomassa vegetale verrebbe bruciata per produrre energia utilizzabile e la risultante CO ₂ viene pompato nel sottosuolo.

Però, ci sono una serie di preoccupazioni circa i potenziali impatti negativi della diffusione su larga scala del BECCS e di altri metodi basati su piante terrestri, in particolare la preoccupazione che enormi quantità di terreno agricolo vengano deviate per coltivare colture dedicate. Ciò potrebbe ridurre l'accesso al cibo delle popolazioni a basso reddito, richiedono acqua e hanno gravi ripercussioni negative sulla biodiversità a causa della distruzione dell'ecosistema.

Accelerare la geochimica

Forse il più noto – e a volte, controverso:il metodo per la rimozione dell'anidride carbonica marina sta stimolando la fotosintesi per aumentare la CO ₂ assorbimento. Per esempio, nelle regioni in cui la crescita delle piante marine è limitata dal ferro, questo elemento può essere aggiunto per aumentare la CO ₂ assorbimento e stoccaggio del carbonio in cui almeno una parte del carbonio della biomassa formata alla fine affonda e viene sepolto nel fondo dell'oceano. Altri approcci includono il ripristino, aggiungendo o coltivando piante marine o microbi, come Blue Carbon.

Un'altra tecnica considerata è quella di cercare di accelerare la reazione chimica della CO ₂ con comuni minerali di roccia, un processo naturale noto come alterazione minerale. Quando la pioggia reagisce con rocce alcaline e CO ₂ , c'è una reazione chimica, che può essere catalizzata dall'attività biologica nei suoli, che converte la CO ₂ al minerale disciolto bicarbonato e agli ioni carbonato che poi tipicamente si disperdono nell'oceano. L'erosione minerale gioca un ruolo importante nella rimozione di CO . atmosferica in eccesso ₂ , ma solo su scale temporali geologiche – 100, 000 anni o più.

Vari modi per accelerare l'erosione dei minerali e lo stoccaggio del carbonio oceanico che sono stati proposti includono l'aggiunta alle acque superficiali di minerali alcalini finemente macinati o l'aggiunta di comuni, prodotti chimici alcalini prodotti industrialmente, come la calce viva (CaO), idrossido di calcio (Ca(OH)2), e liscivia o soda caustica (NaOH). Una volta aggiunto all'oceano, questi composti reagiscono con l'eccesso di CO ₂ nell'acqua di mare e nell'aria, principalmente formando stabile, bicarbonato minerale disciolto, rimuovendo e sequestrando così la CO ₂ .

Tale alcalinizzazione degli oceani potrebbe essere ottenuta tramite distribuzione da terra o da navi. Un'altra proposta è quella di produrre alcalinità in mare utilizzando fonti energetiche marine locali:ad esempio, impiegando elettricità derivata dal gradiente di temperatura verticale molto significativo dell'oceano. Reazione della CO . di scarto ₂ con minerali a terra e poi pompare il materiale alcalino disciolto risultante nell'oceano è anche un'opzione. Tutto quanto precede si aggiungerebbe semplicemente al già vasto serbatoio di bicarbonato e carbonato nell'oceano.

Un ulteriore vantaggio dell'alcalinizzazione degli oceani è che aiuta anche a contrastare l'acidificazione degli oceani, l'"altro CO ₂ problema" derivante dall'assorbimento dell'oceano di CO . in eccesso ₂ dall'aria. L'acidificazione può interferire con la capacità degli organismi calcificanti, come le ostriche, vongole e coralli per costruire i loro scheletri o conchiglie, oltre ad avere un impatto su altri processi biogeochimici marini sensibili al pH.

Quello che non sappiamo

L'effettiva capacità pratica dell'alcalinizzazione degli oceani per contrastare il cambiamento climatico e l'acidificazione rimane incerta.

Considerando la logistica, costo e impatti dell'estrazione o della produzione dell'alcalinità e della sua dispersione, studi hanno stimato che la CO . dell'aria ₂ prelievi di forse 30 parti per milione o meno potrebbero essere realistici. Ciò sarebbe utile dato che il livello di CO ₂ in epoca preindustriale era di 260-270 parti per milione e ora è di 410 parti per milione.

Calcoliamo un prelievo globale di CO . atmosferica ₂ di 30 parti per milione richiederebbe emissioni prossime allo zero dalle attività umane, più la rimozione e lo stoccaggio di circa 470 gigatonnellate di CO ₂ . Per realizzare questo, sarebbe necessario utilizzare un minimo di circa 500 gigatonnellate di roccia per generare l'alcalinità richiesta. L'attuale estrazione globale di roccia è dell'ordine di 50 gigatonnellate all'anno, quindi mantenere stabili altri usi della roccia aumentando questo tasso di estrazione del 50 percento potrebbe teoricamente consentirci di raggiungere il prelievo in 20 anni. Questo ovviamente deve essere testato su scale molto più piccole per determinare quali capacità e tassi globali potrebbero essere realizzabili.

Né è solo una questione di produzione di alcalinità; ci sono potenziali impatti negativi dell'alcalinizzazione degli oceani sugli ecosistemi marini che devono essere considerati. Oltre agli effetti dell'aumento del pH e dell'alcalinità (sia istantaneo che graduale), l'aggiunta di alcalinità probabilmente porterebbe con sé altri elementi o composti, come tracce di metalli e silice, che possono anche influenzare la biogeochimica marina. Poche ricerche sono state condotte su questi punti, ma i risultati finora non trovano generalmente effetti positivi sulla vita marina. Sono necessarie ulteriori indagini per comprendere appieno le conseguenze ambientali ed ecologiche, compresa la conduzione di prove sul campo di piccole e medie dimensioni.

Qualsiasi implementazione dovrebbe essere soggetta a rigorosi requisiti di monitoraggio per valutare sia i benefici ambientali sia gli impatti negativi dell'implementazione su larga scala. Una certa misura di fiducia nell'uso dell'alcalinizzazione oceanica potrebbe essere trovata nel fatto che l'erosione minerale naturale e il rilascio di alcalinità nell'oceano si sono verificati naturalmente per miliardi di anni (attualmente al tasso di circa 1 gigaton di CO ₂ consumato e immagazzinato all'anno), apparentemente con l'ecosistema marino ben adattato se non richiedendo questo input. Tuttavia, la possibilità di aumentare in modo significativo e sicuro questo processo naturale richiede ulteriori ricerche.

Domande legali

A livello giuridico, i paesi dovrebbero affrontare le questioni di governance internazionale associate a questo approccio. presumibilmente, l'accordo di Parigi sarebbe uno dei regimi coinvolti, data la sua attenzione sull'affrontare il cambiamento climatico. Qualsiasi ruolo che l'calinità oceanica potrebbe svolgere negli impegni dei paesi per mitigare le emissioni richiederebbe disposizioni che impongano la valutazione dei potenziali impatti dello spiegamento. L'accordo di Parigi potrebbe facilitare questo dato che in varie disposizioni fa riferimento alla necessità di valutare l'impatto delle misure di risposta nel contesto degli ecosistemi, sostenibilità, sviluppo e diritti umani.

Regimi incentrati sull'oceano come la Convenzione sulla prevenzione dell'inquinamento marino causato dallo scarico di rifiuti e altre materie e la Convenzione sul diritto del mare, e il suo Protocollo, potrebbe anche cercare di essere coinvolto nella valutazione e nella regolamentazione, così come la Convenzione sulla diversità biologica. Coordinare i potenziali interventi di tutte le risposte di questi regimi sarebbe un'altra sfida posta dallo spiegamento dell'alcalinità oceanica, così come i molti altri approcci per la rimozione dell'anidride carbonica che potrebbero avere impatti transfrontalieri.

Lo spettro del cambiamento climatico potenzialmente catastrofico entro la fine del secolo ha stimolato l'interesse per una serie di nuove opzioni tecnologiche per rimuovere la CO ₂ dall'oceano e dall'atmosfera su larga scala. Ma potrebbero anche comportare rischi propri. L'aggiunta di materiali alcalini per accelerare l'erosione minerale è uno di questi approcci che merita una seria considerazione, anche se solo dopo un esame approfondito.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.