Маршия Бьорнеруд - Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

На протяжении миллионов лет важную роль в секвестрации фотосинтетического углерода играла морская, в основном бактериальная биомасса, которая оседала на морское дно и захоранивалась в низкокислородных осадках (часть этой биомассы впоследствии превращалась в нефть, природный газ или газогидраты). Одна из предлагаемых сегодня геоинженерных технологий состоит в том, чтобы активизировать этот процесс: стимулировать рост планктонных сообществ в океанах и таким образом заблокировать как можно больше избыточного углерода на длительное время в отложениях на морском дне. Лучшее удобрение для планктона также известно — это железо, от дефицита которого микробы страдают со времени Великой кислородной революции в протерозое.

Но любые искусственные манипуляции с химическим составом океана вызывают у морских биологов серьезную тревогу. Изменения в основании пищевой цепи неизбежно приведут к негативным и непредвиденным последствиям по всей экосистеме (мы уже непреднамеренно, хотя и осознанно, оказываем такое влияние, допуская сток в море больших объемов фосфорных и нитратных сельскохозяйственных удобрений, приводящих к образованию у побережья аноксических мертвых зон). Вот почему научное сообщество выступило с яростными протестами в 2007 г., когда предприниматель Рассел Джордж приступил к выпуску акций компании под названием Planktos , которая собиралась «удобрять» железом участок Тихого океана размером с Род-Айленд, и начал продавать квоты на выброс углерода экологически ответственным потребителям. Идея с Planktos провалилась, но в 2012 г. Джордж всплыл снова в качестве консультанта одной из Первых наций (так называют племена канадских индейцев) в провинции Британская Колумбия, пообещав островному племени хайда возродить пришедший в упадок лососевый промысел с помощью железосодержащих удобрений. В водах вокруг архипелага Хайда-Гуай (островов Королевы Шарлотты) были распылены 100 т сульфата железа с неоднозначными результатами, однако Международная морская организация ООН выступила с резким осуждением этих действий, и Министерство окружающей среды Канады остановило этот сомнительный эксперимент. Обеспокоенность научного сообщества подобного рода вмешательствами в морскую среду отчасти вызвана тем, что в настоящее время мы не только до конца не понимаем специфику биогеохимии океана и глобального морского микробиома, но в еще гораздо меньшей степени способны предсказать, как будет развиваться ситуация даже в ближайшем будущем, по мере повышения температуры и кислотности Мирового океана [108] Американское общество микробиологии, «Микробы и изменение климата», 2017; https://www.asm.org/index.php/colloquium-reports/item/4479-microbes-and-climate-change .

Если ускорение роста микробов в океанах — не выход, возможно, мы могли бы позаимствовать у Земли другую схему долгосрочной секвестрации углерода — фиксацию атмосферного углекислого газа в известняке. Образование известняка начинается с выветривания силикатных пород, в ходе чего высвобождается кальций, который затем соединяется с атмосферным CO 2и образует карбонат кальция (кальцит). Именно этот процесс вызвал снижение концентрации CO 2в атмосфере и, как следствие, охлаждение планеты в период формирования Гималаев (об этом мы говорили в главе 3). В природе эту работу выполняют раковинные морские организмы, которые поглощают углерод со скоростью примерно 0,1 Гт в год — достаточно быстро для того, чтобы в геологическом масштабе времени фиксировать в твердой форме 99,9 % всего выдохнутого вулканами углекислого газа, но в 100 раз медленнее, чтобы справиться с сегодняшними ежегодными объемами антропогенных выбросов СО 2. Кроме того, поскольку повышение кислотности океана затрудняет формирование кальцитовых раковин, и без того медленные темпы естественного образования известняка в ближайшие столетия могут замедлиться еще больше.

Но мы можем создавать искусственную альтернативу известняку, используя процесс выветривания определенных видов силикатных пород, который сопровождается химическими реакциями с поглощением из воздуха углекислого газа. Плутоническая порода под названием перидотит , богатая минералом оливином (ювелирная разновидность которого известна как перидот или хризолит), вступает в реакцию с углекислым газом с образованием карбоната магния (магнезита) — минерала, который похож на кальцит, только вместо кальция содержит магний: