我们的海洋正受到气候破坏的威胁。它们也可能提供气候解决方案

健康的海洋对我们人类以及整个地球的福祉至关重要

Phytoplankton, diatom form diversity, darkfield blue background

被称为硅藻的光合藻类几乎存在于所有水生环境中。

今年海洋温度已超出图表,连续第四年打破高温记录。今年夏天,从佛罗里达欧洲的水域都遭受了前所未有的强度的极端海洋热浪的炙烤。随着这些热浪变得更加频繁和更加强烈,它们将加剧飓风等破坏性天气事件,并使许多海洋物种承受巨大压力,威胁到最终支持数十亿人口的海洋食物网。

这场正在酝酿的灾难再次提醒我们,气候破坏正以惊人的、不断加快的速度危害着地球的海洋。随着我们向大气中排放更多二氧化碳排放物,几乎所有被困在生物圈中的额外热能都被我们的海洋吸收,造成了灾难性的后果。

气候专家一致认为,应对气候变化不仅需要紧急和大幅度的减排,还需要利用二氧化碳去除(CDR)技术来清除大气中大量过剩的二氧化碳污染。作为致力于加速气候解决方案的两个组织——XPRIZE 和 Ocean Visions——的领导者,我们深知,去除和安全存储数十亿吨二氧化碳将需要大规模部署新技术和配套基础设施;这无疑将是历史上规模最大的污染清理行动。而我们才刚刚开始。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


诸如种植万亿棵树或建造巨型风扇和过滤器等方法可以帮助直接从空中吸取二氧化碳。但事实证明,由于海洋惊人的碳吸收能力,海洋本身实际上可能成为关键的气候解决方案。

海洋碳去除这一新兴领域可以采取多种形式。一些方法增强了现有生物系统的碳封存潜力,而另一些方法则依赖于等待大规模测试的新技术和方法。生物解决方案包括恢复海洋生态系统,如潮汐盐沼、红树林和海草床,这些生态系统可以通过光合作用吸收二氧化碳,从而将其作为有机碳捕获在根部和海洋沉积物中。如果管理得当,这种碳可以“固定”在海底数千年。大型藻类(又名海藻)有可能通过将其(藻类通过消耗二氧化碳生长)沉入深海来封存大量二氧化碳。向海洋中营养受限的区域添加氮、磷或铁等营养物质以帮助微藻生长,可以增加海洋从大气中吸收二氧化碳的量。

其他潜在的海洋碳去除方法更新颖,例如利用电力为漂浮平台上的机器供电,这些机器重新排列海水分子以直接从海洋中提取二氧化碳,或者使用天然矿物质,使海洋能够储存更多碳,而不会增加其酸度。最后这种方法不仅可以提高海洋的碳承载能力,还有助于对抗导致珊瑚礁和其他海洋物种遭到破坏的酸化。

许多这些解决方案已经在实验室中被证明是成功的,并且正在公海中开始进行现场试验。然而,公众对这些提议的反应褒贬不一——这是有充分理由的。海洋是一个开放系统,大规模干预存在风险,其中一些风险可能包括生物多样性丧失、无法控制的藻类爆发或深海酸化。因此,至关重要的是,我们不仅要专注于科学合理的部署,还要实施强有力的保障措施来确保风险得到管理。

虽然已经取得了一些进展,但为了确保强有力的保障措施到位以保护我们的海洋,同时又不损害气候行动的紧迫需求,还需要做更多、而且必须做更多。

首先,我们需要加大对项目的精密监测和核查工具的投资,这些工具可以准确、透明地跟踪其进展。我们应该准确地衡量和核算碳效益——包括与项目相关的碳排放的封存率,以及封存的二氧化碳的长期持久性。还必须以完全透明的方式进行生态影响的持续监测,以确保项目随着时间的推移得到妥善管理。其次,国际社会必须制定周全的政策和治理框架,包括关于海洋碳去除项目如何以及在何处部署的监管和许可指南。最后,公共机构必须让当地人民参与政策讨论,要求项目将社区纳入选址和规划讨论,甚至纳入领导职位。需要公开潜在风险,并承诺将利益直接带给社区。

好消息是,越来越多的组织和政策制定者认识到安全且负责任地测试海洋二氧化碳去除的重要性。在美国,拜登政府已将对碳去除的投资作为其气候变化战略的核心组成部分。白宫已将海洋碳去除纳入其海洋气候行动计划,并通过国家海洋和大气管理局启动了$3000万美元的资助计划。XPRIZE 碳去除是一个为期四年、奖金为 1 亿美元的全球激励奖竞赛,目前有 225 个注册团队致力于开发海洋解决方案,重点关注负责任的测试,以及碳去除的测量、报告和核查。Ocean Visions 正在运营一个创新加速器,以支持在海洋碳去除领域创业的公司,为其提供特定的科学、技术和政策专业知识。

我们海洋的健康对我们人类以及整个地球的福祉至关重要。气候破坏使这一切都处于危险之中。虽然海洋碳去除仍然是一个新兴领域,需要更多的研究、讨论和对潜在风险的探索,但气候危机的紧迫性要求我们彻底追求解决气候危机的每一种可能手段。通过对研究和测试进行强有力的投资,我们有希望扩大我们所需的解决方案,以恢复海洋和我们的气候。 

这是一篇观点和分析文章,作者或多位作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

Nikki Batchelor is the executive director for XPRIZE Carbon Removal, a competition supported by the Musk Foundation to drive innovation, market adoption and responsible deployment of carbon removal solutions.

More by Nikki Batchelor

Michael Leitch is the technical lead for XPRIZE Carbon Removal, overseeing testing and verification of solutions competing to win the prize.

More by Michael Leitch

Brad Ack serves as chief executive officer for Ocean Visions, a nonprofit organization that catalyzes innovation at the intersection of the ocean and climate crises.

More by Brad Ack
© . All rights reserved.