اكتشف علماء جامعة كاليفورنيا في ديفيس وجامعة كورنيل أنه حتى في المناطق المعرضة للجفاف مثل كاليفورنيا، فإن استخدام الصخور البركانية المسحوقة في الأراضي الزراعية يمكن أن يخزن الكربون في التربة. يمكن لهذا “التجوية الصخرية المعززة” أن يلتقط ما يصل إلى 215 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون على مدار 75 عامًا إذا تم تنفيذه عالميًا. يشير نجاح هذه التقنية في الظروف القاحلة إلى احتمالية وجود الأراضي الجافة، التي تغطي 41% من مساحة الأرض وتتوسع بسبب تغير المناخ.
يمكن للاختبار الميداني اكتشاف تخزين الكربون في التربة حتى في المناخات الجافة.
يمكن أن تلعب إضافة الصخور البركانية المسحوقة إلى الأراضي الزراعية دورًا مهمًا في إزالة الكربون من الهواء. وفي دراسة ميدانية، وجد علماء من جامعة كاليفورنيا وديفيس وجامعة كورنيل أن التكنولوجيا تخزن الكربون في التربة حتى أثناء فترات الجفاف الشديدة في كاليفورنيا. ونشرت الدراسة في المجلة الاتصالات البحثية البيئية.
عندما تمطر، فإنها تلتقط ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتتفاعل مع الصخور البركانية لحبس الكربون. يمكن أن تستغرق عملية تسمى التجوية الصخرية ملايين السنين، وهي عملية بطيئة جدًا بحيث لا يمكنها التعويض عن ظاهرة الاحتباس الحراري. ولكن عن طريق سحق الصخور وتحويلها إلى غبار ناعم، يتم تسريع عملية التجوية الصخرية. سابق دراسات ويقدر الباحثون أنه إذا انتشرت هذه التجوية الصخرية “المعززة” على الأراضي الزراعية في جميع أنحاء العالم، فإنها يمكن أن توفر 215 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون على مدى السنوات الـ 75 المقبلة.
ولكن حتى الآن لم يتم اختبار هذه التكنولوجيا ميدانيًا في المناخات الجافة.
وجد باحثون من جامعة كاليفورنيا في ديفيس أن إضافة الصخور البركانية المسحوقة إلى الأراضي الزراعية يمكن أن يزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء. يعمل هذا الطقس الصخري “المعزز” حتى في المناخات الجافة. الائتمان: ايمي كوينتون / جامعة كاليفورنيا في ديفيس
وقالت إيريس هولزر، المؤلفة الرئيسية، وهي طالبة دكتوراه في قسم التربة والكيمياء الحيوية في قسم موارد الأراضي والهواء والمياه بجامعة كاليفورنيا في ديفيس: “هذه التفاعلات تتطلب الماء”. “نظرًا لأننا مهتمون بإمكانية تخزين الكربون العالمية الناتجة عن تحسن الطقس، فنحن بحاجة إلى فهم ما إذا كان هذا الأمر يعمل في هذا المناخ الجاف وما إذا كانت طرق القياس المختلفة فعالة. لقد كنا متحمسين لمراقبة إزالة الكربون في هذه البيئة.
الأراضي الجافة في كاليفورنيا: حدود جديدة لتخزين الكربون
استخدم الباحثون الصخور المسحوقة، سواء من البازلت أو الأوليفين، في 5 أفدنة من حقول الذرة تحت الأرض في وادي ساكرامنتو. وقاموا بجمع القياسات خلال أشهر الشتاء 2020-2021. وكانت ولاية كاليفورنيا تعاني من جفاف شديد في ذلك الوقت، حيث انخفض هطول الأمطار بنسبة 41% من متوسطها التاريخي.
وبالمقارنة مع قطع الأراضي التي لا تحتوي على صخور مسحوقة، وجدت الدراسة أنه تم تخزين 0.15 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل هكتار (2.47 فدان) أثناء الدراسة. على الرغم من أن الباحثين يتوقعون معدلات مختلفة من التجوية في بيئات مختلفة، إذا تمت إزالة هذه الكمية من الكربون من جميع الأراضي الزراعية في كاليفورنيا، فسوف يعادل ذلك إخراج 350 ألف سيارة من الطريق كل عام.
انتشار يفرغ صخور البازلت المسحوقة في حقل ذرة مزروع في الوادي الأوسط. الائتمان: ايمي كوينتون / جامعة كاليفورنيا في ديفيس
التداعيات والتوجهات المستقبلية
وقال هولزر: “إننا بالتأكيد نرى أدلة على حدوث عمليات التجوية على فترات زمنية قصيرة”. “حتى الأمطار الغزيرة العرضية في الغرب قد تكون كافية لتعزيز التجوية الصخرية وإزالة ثاني أكسيد الكربون.”
وقال هولزر إن التحدي التالي هو قياس تخزين الكربون والتحقق من صحته على نطاق واسع وتتبعه بمرور الوقت.
واحد وأربعون بالمئة من مساحة اليابسة على الأرض تغطيها الأراضي الجافة التي تتوسع بسبب تغير المناخ. وقال الباحثون إن هذا يجعل من الأهمية بمكان دراسة التجوية الصخرية المتقدمة في الأراضي القاحلة.
وقال كبير الباحثين بنجامين زي هولدن، عميد كلية الزراعة وعلوم الحياة بجامعة كورنيل: “عندما يتعلق الأمر بثني منحنى الكربون العالمي، فنحن في سباق مع الزمن”. لينش. “توضح دراستنا طريقة جديدة للتحقق من إزالة ثاني أكسيد الكربون من خلال التجوية المحسنة، وهي خطوة مهمة للأمام لتوسيع نطاق هذه التكنولوجيا في الأراضي الزراعية حول العالم.”
المرجع: Iris O. Holzer، Mallika A. Nocco، and Benjamin Z. Houlton، 18 أكتوبر 2023، “دليل مباشر على إزالة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عن طريق التجوية المحسنة في تربة الأراضي الزراعية.” الاتصالات البحثية البيئية.
دوى: 10.1088/2515-7620/acfd89
ومن بين المؤلفين الآخرين ماليكا نوكو من قسم موارد الأراضي والهواء والمياه في جامعة كاليفورنيا في ديفيس.
تم تمويل البحث، وهو جزء من مركز ابتكار الأراضي العاملة، من قبل مجلس النمو الاستراتيجي في كاليفورنيا ومؤسسة جرانثام، وروجر ساند ودوريس ماتسوي. تبرعت شركة الركام والتعدين SGI، وهي إحدى شركات Standard Industries، بصخور البازلت المسحوقة من موقعها في إيون، كاليفورنيا.
