Näiden basalttimuodostumien kaltaisten kivien sää Idahossa laukaisee kemialliset prosessit, jotka poistavat hiilidioksidia ilmasta. Matthew Dillon / Flickr, CC BY

Miksi maapallon ilmasto on pysynyt niin vakaana geologisen ajan kuluessa? Vastaus saattaa vain rokata sinua.

Kivillä, erityisesti tulivuoren toiminnan aiheuttamilla tyypeillä, on ratkaiseva merkitys maapallon pitkän aikavälin ilmaston pitämisessä vakaana ja hiilidioksidin pyörittämisessä maan, valtamerien ja ilmakehän välillä.

Tutkijat ovat tienneet vuosikymmeninä että kallion sää - mineraalien kemiallinen hajoaminen vuoristossa ja maaperässä - poistaa hiilidioksidin ilmakehästä ja muuttaa sen stabiileiksi mineraaleiksi planeetan pinnalla ja valtameren sedimenteissä. Mutta koska tämä prosessi toimii miljoonien vuosien ajan, se on liian heikko korvaamaan nykyaikainen ilmaston lämpeneminen ihmisen toiminnasta.

Rakennusten ja muistomerkkien happosateiden vahingot, kuten tämä hiekkakivipatsas Dresdenissä, Saksassa, ovat eräänlainen kemiallinen sää. Slick / Wikipedia

Nyt nouseva tiede - myös Kalifornian ilmastomuutosratkaisujen yhteistyöryhmässä (C4) Working Lands -innovaatiokeskus - osoittaa, että kallion sään nousua on mahdollista kiihdyttää. Tehostettu kallion sään voi sekä hidastaa maapallon lämpenemistä että parantaa maaperän terveyttä, jolloin viljelykasveja voidaan kasvattaa tehokkaammin ja vahvistaa elintarviketurvaa.

Kivikemia

Monet prosessit sääkiviä maapallon pinnalla, johon vaikuttavat kemia, biologia, ilmasto ja levytektoniikka. Kemiallisen sään hallitseva muoto tapahtuu, kun hiilidioksidi yhdistyy maaperässä ja meressä olevaan veteen hiilihapoksi.

Noin 95% maankuoresta ja vaippa - paksu kerros planeetan kuoren ja sen ytimen välillä - on valmistettu silikaatti mineraalit, jotka ovat pii- ja happiyhdisteitä. Silikaatit ovat tärkein ainesosa useimmissa magmakivissä, jotka muodostuvat, kun tulivuoren materiaali jäähtyy ja kovettuu. Tällaiset kivet muodostavat noin 15% maapallosta maapinta.

Kun hiilihappo joutuu kosketuksiin tiettyjen silikaattimineraalien kanssa, se laukaisee kemiallisen prosessin, joka tunnetaan nimellä Ureyn reaktio. Tämä reaktio vetää kaasumaisen hiilidioksidin ilmakehästä ja yhdistää sen veden sekä kalsium- tai magnesiumsilikaattien kanssa tuottaen kaksi bikarbonaatti-ionia. Kun hiilidioksidi on loukussa näissä maaperän karbonaateissa tai lopulta pesty mereen, se ei enää lämmitä ilmastoa.

Kun hiilihappo liuottaa kalsium- ja magnesiumsilikaattimineraalit, ne hajoavat liuenneiksi yhdisteiksi, joista osa sisältää hiiltä. Nämä materiaalit voivat virrata merelle, missä meren eliöt käyttävät niitä kuorien rakentamiseen. Myöhemmin kuoret haudataan valtameren sedimentteihin. Tulivuoren toiminta vapauttaa hiiltä takaisin ilmakehään, mutta suuri osa siitä on hautautunut kiveen miljoonien vuosien ajan. Gretashum / Wikipedia, CC BY-SA

Ureyn reaktio etenee suuremmalla nopeudella, kun silikaattirikkaat vuoret, kuten Himalaja, altistavat tuoretta materiaalia ilmakehälle - esimerkiksi maanvyörymisen jälkeen - tai kun ilmasto lämpenee ja kosteaa. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että ihmiset voivat nopeuttaa prosessia huomattavasti taistellakseen modernia ilmaston lämpenemistä vastaan.

Nopeutettu sään

Sään suurin raja on silikaattimineraalien määrä, joka on altistunut kulloinkin. Tulivuoren silikaattikivien jauhaminen hienoksi jauheeksi lisää reaktioille käytettävissä olevaa pinta-alaa. Lisäksi tämän kivipölyn lisääminen maaperään altistaa sen kasvien juurille ja maaperän mikrobeille. Sekä juuret että mikrobit tuottavat hiilidioksidia, kun ne hajottavat orgaanista ainetta maaperässä. Tämä puolestaan ​​lisää hiilihappopitoisuuksia, jotka nopeuttavat sään vaikutusta.

Eräs brittiläisten ja amerikkalaisten tutkijoiden äskettäin tekemä tutkimus viittaa siihen, että hienoksi murskatun silikaattikiven, kuten basaltin, lisääminen kaikkeen viljelymaan maahan Kiinassa, Intiassa, Yhdysvalloissa ja Brasiliassa voi aiheuttaa sään, joka poistaa yli 2 miljardia tonnia hiilidioksidia ilmakehästä vuosittain. Vertailun vuoksi Yhdysvallat päästää noin 5.3 miljardia tonnia hiilidioksidipäästöt vuonna 2018.

Viljely kivillä

Yksi pakottava näkökohta parannetulle säälle on, että kontrolloidussa ympäristötutkimuksessa, johon sisältyy maaperän basaltin muutoksia, viljakasvien satoja parannetaan noin 20%.

Basaltin säällä se lisää elintärkeitä kasviravinteita, jotka voivat lisätä tuotantoa ja lisätä satojen satoa. Mineraaliravinteet, kuten kalsium, kalium ja magnesium, luovat terveellisemmän maaperän. Viljelijät ovat olleet maaperän muuttaminen kivennäisaineilla vuosisatojen ajan, joten käsite ei ole uusi.

Kalkin levittäminen pellolle Devonissa, Englannissa, maaperän laadun parantamiseksi. Mark Robinson / Wikipedia, CC BY

At Working Lands -innovaatiokeskus, teemme kenties maailman suurimman parannetun säänkestävän esittelykokeen todellisilla maatiloilla. Teemme yhteistyötä Kalifornian maanviljelijöiden, karjankasvattajien, hallituksen, kaivosteollisuuden ja alkuperäiskansojen heimojen kanssa noin 50 hehtaarin viljelymaiden maaperän muutostutkimuksissa. Testaamme kivipölyn ja kompostimuutosten vaikutuksia maaperän kasvihuonekaasupäästöihin, hiilidioksidin talteenottoon, sadon satoon sekä kasvien ja mikrobien terveyteen.

Alkuperäisten tulostemme mukaan basaltin ja wollastoniitti, kalsiumsilikaattimineraali, kasvatti maissin satoa 12% ensimmäisenä vuonna. Työskentely Kalifornian kasvihuonekaasupäästökauppaohjelma ja valtiomme erilaiset maatalouden edut, toivomme voivamme luoda reitin, joka tarjoaisi rahallisia kannustimia maanviljelijöille ja viljelijöille, jotka sallivat paremman kalliosääntelyn maillaan. Tavoitteenamme on luoda protokolla maanviljelijöille ja viljelijöille ansaitsemaan rahaa maatalouden hiilestä maaperään ja auttamaan yrityksiä ja teollisuutta saavuttamaan hiilineutraaliustavoitteensa.

Miksi negatiivisilla päästöillä on merkitystä

Alla 2015 Pariisin ilmastosopimusKansakunnat ovat sitoutuneet rajoittamaan ilmaston lämpenemisen alle 2 celsiusasteeseen ennen teollista tasoa. Tämä edellyttää kasvihuonekaasupäästöjen huomattavia vähentämistä.

Hiilidioksidin vetäminen ilmasta - joka tunnetaan myös negatiivisina päästöinä - on välttämätöntä myös pahimpien ilmastonmuutostulosten välttämiseksi, koska ilmakehän hiilidioksidilla on keskimääräinen elinikä on yli 100 vuotta. Jokainen hiilidioksidimolekyyli, joka vapautuu ilmakehään fossiilisten polttoaineiden polttamisen tai maaperän puhdistamisen kautta, pysyy siellä vuosikymmenien ajan lämmön vangitsemiseksi ja maapallon lämmittämiseksi.

{vembed Y = 4IUQn9uL6W0} Vielä nopeammassa versiossa parannetusta säästä tutkijat pumppaavat ylikriittisen hiilidioksidin maan alle basalttiyhdistelmiin, joissa se reagoi mineraalien kanssa muodostaakseen uuden kiinteän kiven.

Kansakunnat tarvitsevat salkun ratkaisuja luomiseen negatiivisia päästöjä. Parannettu säänkesto on nopeaa laajentamista varten, hyödyntämällä jo käytössä olevia maatalouslaitteita, maailmanlaajuista kaivostoimintaa ja toimitusketjuja, jotka tällä hetkellä toimittavat lannoitteita ja siemeniä maailmanlaajuisesti. Käsittelemällä maaperän eroosiota ja elintarviketurvaa sekä ilmastonmuutosta uskon, että kivien sää voi auttaa ihmisiä paeta vaikeasta paikasta, jossa olemme tänään.

Author

Benjamin Z. Houlton, globaalien ympäristötutkimusten professori, kansleri ja johtaja, John Muirin ympäristöinstituutti, University of California, Davis

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi

Paul Hawken ja Tom Steyer
Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon

Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon

Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto

kirjoittanut Naomi Klein
In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.