Статия преведена на български за RealClimate блог от Бойко Григоров
Фирматa ПЛАНКТОС (на адрес planktos.com преди да фалира през 2008) привлича вниманието на медиите с опити да компенсира за атмосферните емисии на СО2 чрез фертилизацията на океана. В някои части на океана, повърхностните води съдържат повече от достатъчно хранителни вещества, но планктонния цъфтеж е въпреки всичко ограничен от липсата на желязо. За всеки атом от желязо добавено в тези райони, фитопланктона отнема 50,000 атома от въглерод под формата на СО2. Какво по-добре от това?
Фитопланктонната биомаса е склад за атмосферен СО2 но не за винаги. За да не се върне въглерода обратно в атмосферата, трикът е да се накара биомасата да потъне в дълбочините на океана, далеч от контакт с атмосферата. Веднъж на дълбочина от километър, биомасата може да се разложи на СО2 отново, но водата ще го изолира от атмосферата за десетилетия, може би и векове.
Експерименти с фертилизацията на океана с желязо е имало и преди, и не малко. В северния и екваториалния Тихи Океан, както и в Южния Океан, химията на водата е подходяща за желязната фертилизаци. Тези райони са богати на азот под формата на нитрати и амоняк, а също така фосфор под формата на фосфати. Експериментите по правило установяват, че растежа на фитопланктона се стимулира от желязото. Но повечетто от тях също така не установяват нарастване в темпото на потъването на органичния въглерод към по-дълбоките води.
Може би обаче една продължителна фертилизация ще позволи на органичнита биомаса да потъне по-бъзо и да ‘включи’ на скорост експорта на въглерод по-ефиксасно. Това бе заключението на последните анализи на естествената желязна фертилизация в Платото Кергелен (Южния Океан, Блейн и др., 2007). Предишните подобни експерименти бяха предимно еднократни добавки на желязо разтворен в киселина. Проблемът бе че желязният разтвор по-време на тези експерименти сформира частици само след няколко дни и потъна извън зоната на фотосинтезата. Ако желязо бъде освободено в океана под формата на плуващи разтворими топчета, постоянен поток от желязо би бил по-ефективен фертилизатор отколкото няколко единични освобождавания.
Веднъж като концентрацията на СО2 в горните слоеве на океана намалее поради растежа и потъването на фитопланктона, в тропиците например, обмяната на газ с атмосферата е около година за първите 100 м. Повърхностните води в тропиците, може да се спори, ще бъдат все още там след година, така че ще има доста време да се обогати тяхното съдържание на СО2 като извличат нови количества от атмосферата.
Проблемът с фертилизацията на тропиците е, че тя вече е естесвен процес и ако ние добавим още желязо, няма да има никакав ефект. Тропическите повърхностни води са предназначени да останат на повърхността за малко. Те може да потънат на дълбочина за няколко десетилетия, но в края на краищата ще се появят на повърхността където ветровете доставят естестве фертилизация с желязо.
Маринов и колеги (2006) показа че стимулация на фитопланктонна продукция в една част на океана обикновенно действа депресиращо на продукцията другаде. Така че, какъв е смисъла да се плаща за компенсация на въглерода и да се фертилизира една порция от вода сега, когато природата ще я фертилизира съвсем скоро? Това противоречи на правилото на компенсациите; процесът за който ще плащаме трябва да е нещо което няма да се случи по-естествен начин.
Една част от океана където фертилизацията не подтиска процеса другаде е дълбокия Южен Океан. Тук водата потъва в абиса, вместо да пътува мързеливо из горните слоеве. Но сега практическата картина изглежда различна. Вместо благоприятен тропик, тук има лед, водите се смесват до стотици метри в дълбочина (лошо за фитопланктона) и пълна тъмнина през по-голяма част от годината. Плюс това Южният Океан е обширен и далечен, иди го наторявай с желязо!
Експерименти с компютърни симулации преди време установиха, че желязната фертилизация на океана не може да играе значителна роля в мениджмента на въглеродния цикъл в следващия век. Част от това е че Южния Океан покрива една малка площ от световния океан, само няколко процента. Компютърните симулации където Южния Океан е напълно фертилизиран показват извличане на може би 15 ppm СО2 до 2100 (Зееб и Арчер, 2005). Ние може да сменим електрическа крушка и ефекта ще е по-голям!
Дали фертилизацията с желязо обаче може да реши СО2 проблема, е може би грешния въпрос. Тоталния размер на биологичната експортна продукция в океана е вероятно в рамките на 15 Тера тона въглерод/година, и фертилизационното нарастване би могло да бъде само около 1 Тера тон въглерод/година. Това не може да отреже 7 Тера тона въглерод/година причинен от емисиите ни, но пък може ли да помогне? Понастоящем ние сме се отказали от идеалистичното търсене на еднозначно решение, и строим бъдещето си от парченца (Пакала и Соколов, 2004), или това което почетната работна група на III на
IPCC нарича “пакет от решения”. Дали въглеродното компенсиране чрез фертилизиране на океана ще бъде поне реалистично като едно от множество малки решения?
Тропиците, смятам, биха били една измама като база за въглеродно компенсиране защото фертилизацията би се случила в края на краищата напълно естествено. Предполагам бих могъл да си представя концепцията да работи както е рекламирана в дълбините на Южния Океан. Не толкова лесно се фертилизира там долу, но ако някой все пак успее да фертилизира там, той би постигнал нещо което не би се случило просто така, природно.
Но промяната в химията на въглерода в океана и в атмосферата трябва да бъде документирана много прозрачно, особено ако искаме да търгуваме с въглеродни компенсации базирана на желязната фертилизация. Документирането на промяна във въглеродното съдържание на повърхностните води в тропиците може би е възможно, но ще бъде кошмар в Южния Океан, вероятно е и невъзможно да се направи надеждно. Химичните данни на океана обикновенно са по-ясни от геохимичните данни на земните маси, по-малко чувствителни на локални вариации. В спокойните части на океана като например близките до Галапагос, би било вероятно по-лесно да се документрират промените във въглеродното съдържание в горните слоеве отколкото би било на сушата. От друга страна, океана се движи много повече отколкото земните маси, най-общо казано. Южния Океан е винаги в движение. Следвайки маси от фертилизирни води с цел замерване промените във въглеродното съдържание би могло да бъде доста малко трудничко.
Повърхностните води на Южния Океан също така трудно променят концентрацията на СО2 в атмосферата, защото те се смесват във вътрешността на океана много бързо. В края на краищата ще минат векове преди атмосферния СО2 да се доведе до нов еквилибриум. Ще трябва да се чака докато фертилизираните води запълнят дълбочините на океана. Смятам, че дългото време също означава, че един тон от въглерод отнет от Антарктическите повърхностни води не означава буквално един тон от въглерод отнет от атмосферата за едно резонно време. Ефикасността е много по-ниска от това, и е трудно да се документира.
Бих сложил фертилизацията с желязо под параграфа “да се избягва”, заедно с насаждането на дървета. Много е трудно да се засече точно действителното количество от СО2 премахнат от атмосферата чрез тези дейности. Също така не е едно дългосрочно решение, тъй като океана “протича”. Човечеството би трябвало да продължава с фертилизацията с желязо безконечно за да може да пази това извличане на СО2 на желаното ниво. Ако вие сте загрижен за климатичните промени, постройте ветрова елстанция. Океанската фертилизация не изглежда да е подходяща като база за една надеждна финансова категория, или практически инструмент за гео-инжениран климат.
Дейвид Арчър, Chigago University
Blain, S. Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean. Nature, doi:10.1038/nature05700, 2007.
Marinov, I. The Southern Ocean biogeochemical divide. Nature, doi:10.1038/nature04883, 2006.
Pacala, S. and S. Socolow, Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies. Science 305: 968-972, 2004.
Zeebe, R. and D. Archer, Feasibility of ocean fertilization and its impact on future atmospheric CO2 levels. Geophys. Res. Letters, doi:10.1029/2005GL022449, 2005.
