Forvitring av bergarter som disse basaltformasjonene i Idaho utløser kjemiske prosesser som fjerner karbondioksid fra luften. Matthew Dillon / Flickr, CC BY

Hvorfor har jordens klima holdt seg så stabilt over geologisk tid? Svaret kan bare rocke deg.

Steiner, spesielt de typene som er opprettet av vulkansk aktivitet, spiller en avgjørende rolle for å holde Jordens langsiktige klima stabilt og sykle karbondioksid mellom land, hav og atmosfæren.

Forskere har kjent for tiår at bergforvitring - den kjemiske nedbrytningen av mineraler i fjell og jord - fjerner karbondioksid fra atmosfæren og forvandler det til stabile mineraler på planetens overflate og i havets sedimenter. Men fordi denne prosessen opererer over millioner av år, er den for svak til å oppveie moderne global oppvarming fra menneskelige aktiviteter.

Sure regnskader på bygninger og monumenter, som denne sandsteinstatuen i Dresden, Tyskland, er en form for kjemisk forvitring. Glatt / Wikipedia

Nå er imidlertid fremvoksende vitenskap - inkludert i California Collaborative for Climate Change Solutions '(C4) Working Lands innovasjonssenter - viser at det er mulig å akselerere bergforvitringsgraden. Forbedret bergforvitring kan både redusere global oppvarming og forbedre jordhelsen, noe som gjør det mulig å dyrke avlinger mer effektivt og styrke matsikkerheten.

Bergkjemi

Mange prosesser vær bergarter på jordens overflate, påvirket av kjemi, biologi, klima og platetektonikk. Den dominerende formen for kjemisk forvitring oppstår når karbondioksid kombineres med vann i jorden og havet for å lage karbonsyre.

Cirka 95% av jordskorpen og mantelen - det tykke laget mellom jordskorpen og kjernen - er laget av silikatmineraler, som er forbindelser av silisium og oksygen. Silikater er hovedingrediensen i de fleste magmatiske bergarter, som dannes når vulkansk materiale avkjøles og stivner. Slike bergarter utgjør omtrent 15% av jordens landoverflate.

Når karbonsyre kommer i kontakt med visse silikatmineraler, utløser det en kjemisk prosess kjent som Urey-reaksjon. Denne reaksjonen trekker gassformet karbondioksid fra atmosfæren og kombinerer det med vann og kalsium eller magnesiumsilikater, og produserer to bikarbonationer. Når karbondioksidet er fanget i disse jordkarbonatene, eller til slutt vasket i havet, varmer det ikke lenger klimaet.

Når karbonsyre løser opp kalsium- og magnesiumsilikatmineraler, brytes de ned i oppløste forbindelser, hvorav noen inneholder karbon. Disse materialene kan strømme til havet, hvor marine organismer bruker dem til å bygge skjell. Senere er skjellene begravet i havsedimenter. Vulkansk aktivitet frigjør noe karbon tilbake til atmosfæren, men mye av det forblir begravet i stein i millioner av år. Gretashum / Wikipedia, CC BY-SA

Urey-reaksjonen går i høyere grad når silikatrike fjell som Himalaya utsetter ferskt materiale for atmosfæren - for eksempel etter et skred - eller når klimaet blir varmere og fuktigere. Nyere forskning viser at mennesker kan øke prosessen betydelig for å bekjempe moderne global oppvarming.

Akselerert forvitring

Den største begrensningen på forvitring er mengden silikatmineraler som er utsatt til enhver tid. Sliping av vulkanske silikatbergarter til et fint pulver øker overflaten som er tilgjengelig for reaksjoner. Videre utsetter den dette jordstøvet til jorden for planterøtter og jordmikrober. Både røtter og mikrober produserer karbondioksid når de spaltes organisk materiale i jorden. I sin tur øker dette karbonsyre konsentrasjoner som akselererer forvitring.

En nylig studie av britiske og amerikanere forskere antyder at tilsetning av finkrosset silikatbergart, som basalt, til all dyrket jord i Kina, India, USA og Brasil kan utløse forvitring som vil fjerne mer enn 2 milliarder tonn karbondioksid fra atmosfæren hvert år. Til sammenligning sendte USA ut omtrent 5.3 milliarder tonn av karbondioksid i 2018.

Oppdrett med steiner

Et overbevisende aspekt av forbedret forvitring er at i kontrollerte miljøstudier som involverer endringer i basalt av jord, forbedres kornutbyttet med omtrent 20%.

Når basalt forvitrer, øker det viktige næringsstoffer fra planter som kan øke produksjonen og øke avlingene. Minerale næringsstoffer som kalsium, kalium og magnesium skaper sunnere jord. Bønder har vært endring av jord med bergmineraler i århundrer, så konseptet er ikke noe nytt.

Spredning av kalk på et felt i Devon, England for å forbedre jordkvaliteten. Mark Robinson / Wikipedia, CC BY

På Working Lands innovasjonssenter, vi gjennomfører kanskje det største forbedrede forvitringsdemonstrasjonseksperimentet på ekte gårder i verden. Vi samarbeider med bønder, gårdbrukere, myndigheter, gruveindustrien og indianerstammer i California på rundt 50 mål med jordforbedringsforsøk. Vi tester effekten av steinstøv og kompostendringer på klimagassutslipp fra jorda, karbonfangst, avling, avling av planter og mikrober.

Våre første resultater antyder at tilsetning av basalt og wollastonitt, et kalsiumsilikatmineral, økte maisutbyttet med 12% det første året. Jobber med Californias handelsprogram for klimagassutslipp og statens mangfoldige landbruksinteresser, håper vi å etablere en vei som vil gi økonomiske insentiver til bønder og gårdbrukere som tillater forbedret bergforvitring på landene sine. Vi tar sikte på å lage en protokoll for bønder og gårdbrukere for å tjene penger på karbonet de går i jorda og hjelpe bedrifter og industri å nå sine karbonnøytralitetsmål.

Hvorfor negative utslipp har betydning

Under 2015 Paris klimaavtalehar nasjoner lovet å begrense global oppvarming til mindre enn 2 grader Celsius over førindustrielle nivåer. Dette vil kreve massive kutt i klimagassutslipp.

Å trekke karbondioksid fra luften - også kjent som negative utslipp - er også nødvendig for å unngå de verste resultatene av klimaendringene, fordi atmosfærisk karbondioksid har en gjennomsnittlig levetid på mer enn 100 år. Hvert molekyl karbondioksid som slippes ut i atmosfæren gjennom forbrenning av fossilt brensel eller rydding, vil forbli der i mange tiår og fange varme og varme opp jordoverflaten.

{vembed Y = 4IUQn9uL6W0} I en enda raskere versjon av forbedret forvitring, pumper forskere superkritisk karbondioksid under jorden i basaltformasjoner, hvor det reagerer med mineraler for å danne ny fast bergart.

Nasjoner trenger en portefølje av løsninger å lage negative utslipp. Forbedret forvitring er klar for rask oppskalering, og utnytter landbruksutstyr som allerede er på plass, globale gruvedrift og forsyningskjeder som for tiden leverer gjødsel og frø over hele verden. Ved å ta tak i jorderosjon og mattrygghet sammen med klimaendringene, tror jeg bergforvitring kan hjelpe mennesker å unnslippe det harde stedet vi befinner oss i dag.

Om forfatteren

Benjamin Z. Houlton, professor i globale miljøstudier, kanslerstipendiat og direktør, John Muir Institute of the Environment, University of California, Davis

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.