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May 15, 2023氷河岩石粉は気候変動との戦いに役立つ可能性がある
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グリーンランドの氷河岩粉を使った最初の実験では、それが大量の二酸化炭素を捕捉し、市販の有機肥料よりも幅広い栄養素を提供し、その結果作物の成長が改善されることが示されました。 長期的には、氷河岩粉は気候変動を阻止する上で非常に重要になる可能性があります。 研究を主導した研究者は、これを「有望で拡張性のある解決策」と呼んでいます。
灰色の泥がたくさん。 グリーンランド氷床は、その上にある地形をゆっくりと押しつぶして、氷河岩粉と呼ばれる非常に細かい粉末になります。
それは緑豊かな、あるいは雪のように白いグリーンランドの風景の中に灰色の泥のように横たわっており、一見すると何の変哲もないように見えます。
しかし、2つの新しい研究は、氷河の岩粉が非常に特別なものであることを示しています。
研究では、研究者らはユトランド半島南部のデンマークの畑に微粉末を散布した。
この結果は、強化岩石風化として知られる炭素除去技術を通じて、氷河岩粉を使用して大量の CO2 を捕捉できることを証明しました。
強化風化は、地質学的時間スケールで大気中の CO2 濃度を制御する自然プロセスを利用した炭素除去技術です。 CO2 が水に溶けると炭酸が形成され、風化として知られるプロセスで岩石を溶解することがあります。 この風化を引き起こす化学反応は、溶解した CO2 を、温室効果ガスとして大気中に戻る危険性のない他の炭素含有化合物にも変換します。
風化作用が強化されると、岩石を粉砕して農業用土壌に混ぜ込むなどして、より多くの岩石表面が炭酸にさらされることになり、このプロセスが加速されます。 反応のためのより大きな表面積を作り出すことで、この自然プロセスがより迅速に機能することが可能になり、目標は、気候変動に対抗するのに十分な短期的影響を与える大気中の CO2 レベルの削減率を高めることです。
同時に、標準的な有機肥料が効果がない場合でも、氷河岩粉は作物の収量を向上させることができました。
コペンハーゲン大学グローブ研究所の土壌科学者であり、研究者の一人であるクリスティアナ・ディーツェン研究員は、「私たちの研究は、大気中の二酸化炭素濃度を下げるという点では、氷河岩粉が解決策の重要な部分を占める可能性があることを示しています」と説明する。研究の裏側で。
研究者らは、研究結果を出発点として、デンマークのすべての農地に同量の氷河岩粉を散布すると想像すると、2,700万トン以上のCO2を回収できると計算した。
この量はデンマークの年間総 CO2 排出量に匹敵します。
研究と同様の環境条件を想定していることに加えて、この摂取の時間スケールはまだ不確実であることに注意することが重要です。
「これは、デンマークだけでなく世界中で使用できる、シンプルで拡張性のある解決策です。風化を強化するための他のケイ酸塩鉱物源とは異なり、氷河岩粉は加工の必要がなく、グリーンランドで入手可能な量は事実上無制限です。」とクリスティアーナ・ディーツェン氏は述べた。氷河岩粉の年間生産量は抽出可能な量を大幅に上回っているため、グリーンランドの環境に悪影響を与えるとは予想されていないと付け加えた。
その一方で、グリーンランドの氷河岩粉が貴重な商品になれば、グリーンランドに経済的チャンスを与える可能性がある。
しかし、クリスティアナ・ディーツェン氏は、氷河岩粉をグリーンランドから他の国に輸送することによって排出される二酸化炭素の量を追跡することが不可欠であると強調する。
「氷河岩粉の使用が真にカーボンネガティブであることを確認し、輸送時の排出量が二酸化炭素の吸収量を上回る場所での使用を避けるために、材料の輸送による二酸化炭素排出量を考慮することが重要です」と彼女は言う。
氷河岩粉がCO2を捕捉できるという事実に加えて、新しい実験はそれが肥料としても機能することを示した。 追加のカリウム、マグネシウム、硫黄を提供する有機肥料と比較して、氷河岩粉は実際により効果的でした。これはおそらく、より広範囲の植物栄養素を提供するためと考えられます。
「驚いたことに、有機肥料の効果は見られませんでした。これは、私たちの敷地の土壌がすでに栄養豊富であったことを示しています。しかし、氷河岩粉を散布した畑の一部では成長の増加が見られました。トウモロコシの収穫量は 24% 増加し、ジャガイモ塊茎は 19% 増加しました」とクリスティアーナ ディーツェン氏は言います。
研究者らが、氷河の岩粉が南ユトランドの畑の作物の成長に影響を与えていることを確認できたのは、わずか最初の年だった。
氷河岩粉粒子のサイズが非常に小さいことは、岩石を十分に小さな粒子サイズに砕くためにエネルギー集約的な粉砕が必要になることが多いため、風化作用を強化するために使用できる他の鉱物よりも有利です。
細かい氷河岩粉をデンマークの畑に適用すると、CO2 を重炭酸塩 (HCO3-) に変換して回収できます。 この化合物は最終的に海に到達し、数千年にわたって残留する可能性があり、実際に海洋の酸性度を下げて動植物に利益をもたらすことができます。
「この場所の土壌条件はCO2を捕捉するのに適しており、氷河の岩粉は土壌肥沃度を若干高めるという副次的な利益ももたらしました。一方、私たちはガーナでいくつかの実験を行いましたが、そこでは本当に驚くべき増加が見られました」収穫量は平均 35% で、これまでのところ 4 つの生育期にわたって続いています」と彼女は言います。 この植物の成長の増加は、植物や土壌中に有機炭素として追加の CO2 を隔離する可能性もあります。
研究者らはまだガーナの畑で実験を続けているが、これまでのところ、氷河岩粉を施肥するとどれほど大きな違いが生じるのか、クリスティアナ・ディーツェン氏は驚いている。
「ガーナの実験圃場は非常に栄養分が不足していました。栄養分に乏しい環境の作物は栄養素を追加することでより多くの恩恵を受けるため、デンマークの栄養分が豊富な圃場よりも多くの反応が見られるのはこのためと考えられます。」彼女はこう言い、さらにこう付け加えた。
「ガーナのような環境では、肥料の利点だけでもグリーンランドから氷河岩粉を輸入する十分な理由になるかもしれない。」
研究者らは、氷河岩粉の化学組成に基づいて、氷河岩粉の潜在的な最大 CO2 吸収量を事前に計算することができます。
しかし、3 年後にプロジェクトが終了したとき、その効果はまだ完全には現れていませんでした。
「3年間で氷河岩粉がCO2を変換できる可能性は8%にすぎません。ここで意味するのは、このプロセスは効果的ではあるものの、即効性のある解決策ではなく、その可能性を最大限に発揮するには数十年かかる可能性があるということです」と強調する。クリスティアナ・ディーツェン。 しかし、今実行されれば、耐候性の強化は2050年までにネットゼロを達成するという世界目標の達成に貢献できるだろう。
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研究者らは、氷河岩粉の利用研究を継続することを目的とした新しい研究センターを設立するための資金を受け取ったところだ。
「私たちはデンマーク、ガーナ、オーストラリアで3年間の試験をいくつか計画しています。できればこの期間内に、デンマークの農地でも氷河岩粉の最初の商業利用が始まり、CO2回収のプロセスが開始できることを願っています。」
参照: Dietzen C、Rosing MT. 酸性土壌に適用されたケイ酸塩鉱物の強化風化による CO2 吸収の定量化。 Int J グリーンガス制御。 2023;125:103872。 土井:10.1016/j.ijggc.2023.103872
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