A captura de dióxido de carbono em minerais acontece naturalmente ao longo de milhares de anos. Os humanos podem acelerar - com segurança? Crédito:Simon Clancy, CC BY-SA
As nações do mundo não estão nem perto de cumprir as metas do Acordo global de Paris sobre as mudanças climáticas de manter aumentos da temperatura global em 2 graus Celsius em comparação com as médias do século 19, muito menos seu objetivo mais ambicioso de manter as temperaturas em um aumento de 1,5 ° C.
O mais recente Relatório de Lacunas de Emissões do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente observa que "as emissões globais de gases de efeito estufa não mostram sinais de pico". De acordo com outro estudo, a chance de que os humanos possam limitar o aquecimento a não mais do que 2 ° C até 2100 não é mais do que 5 por cento, e é provável que as temperaturas aumentem entre 2,6 ° -3,7 ° C até o final do século.
Essas tendências agourentas levaram a um foco crescente nas maneiras de remover o dióxido de carbono da atmosfera. Entre os métodos que estão sendo explorados está o uso do oceano para absorver e / ou armazenar carbono pela adição de rochas trituradas ou outras fontes de alcalinidade para reagir com o CO 2 na água do mar, em última análise, consumindo CO atmosférico 2 .
Esse tipo de remoção de dióxido de carbono em grande escala poderia funcionar? Um olhar mais atento ilustra as potenciais compensações ambientais de implantar a remoção de dióxido de carbono marinho e a técnica complexa, questões de governança econômica e internacional que ela levanta.
Captura e armazenamento de carbono terrestre versus oceânico
Nós e outros pesquisadores vemos o oceano como um lugar lógico para procurar oportunidades adicionais de remoção de dióxido de carbono, uma vez que atualmente absorve passivamente cerca de 10 gigatoneladas (10, 000, 000, 000 toneladas) de CO 2 por ano ou cerca de um quarto das emissões anuais do mundo. Além disso, os oceanos contêm muito mais carbono do que a atmosfera, solos, plantas e animais combinados, e pode ter o potencial de armazenar trilhões de toneladas a mais.
O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas focou fortemente em métodos terrestres para captura e armazenamento de carbono. Uma técnica proeminente é chamada de bioenergia com captura e armazenamento de carbono, BECCS, onde a biomassa vegetal seria queimada para produzir energia utilizável e o CO resultante 2 é bombeado para o subsolo.
Contudo, há uma série de preocupações sobre os potenciais impactos negativos da implantação em grande escala de BECCS e outros métodos baseados em plantas terrestres, notavelmente a preocupação de que grandes quantidades de terras agrícolas sejam desviadas para o cultivo de safras dedicadas. Isso poderia reduzir o acesso das populações de baixa renda aos alimentos, colocam demandas de água e têm sérios impactos negativos sobre a biodiversidade devido à perturbação do ecossistema.
Acelerando a geoquímica
Talvez o mais conhecido - e às vezes, controverso - método para remoção de dióxido de carbono marinho está estimulando a fotossíntese para aumentar o CO 2 absorção. Por exemplo, em regiões onde o crescimento das plantas marinhas é limitado pelo ferro, este elemento pode ser adicionado para aumentar o CO 2 absorção e armazenamento de carbono, onde pelo menos parte do carbono da biomassa formada afunda e é enterrado no fundo do oceano. Outras abordagens incluem restauração, adicionar ou cultivar plantas marinhas ou micróbios, como o Blue Carbon.
Outra técnica que está sendo considerada é tentar acelerar a reação química do CO 2 com minerais de rocha comuns, um processo natural conhecido como desgaste mineral. Quando a chuva reage com rochas alcalinas e CO 2 , há uma reação química, que pode ser catalisada pela atividade biológica nos solos, que converte o CO 2 a bicarbonato mineral dissolvido e íons de carbonato que normalmente correm para o oceano. A meteorização mineral desempenha um papel importante na remoção do excesso de CO atmosférico 2 , mas apenas em escalas de tempo geológicas - 100, 000 anos ou mais.
Várias maneiras de acelerar o desgaste mineral e o armazenamento de carbono no oceano que foram propostas incluem adicionar às águas superficiais minerais alcalinos finamente moídos ou adicionar minerais comuns, produtos químicos alcalinos produzidos industrialmente, como cal viva (CaO), hidróxido de cálcio (Ca (OH) 2), e soda cáustica ou soda cáustica (NaOH). Uma vez adicionado ao oceano, esses compostos reagem com o excesso de CO 2 na água do mar e no ar, principalmente formando estável, bicarbonato mineral dissolvido, assim, removendo e sequestrando CO 2 .
O processo natural de desgaste mineral começa com a chuva, que absorve o dióxido de carbono do ar e, em seguida, reage com as rochas e a biota do solo, formando bicarbonato mineral dissolvido e uma quantidade muito menor de íons carbonato. Em seguida, eles correm para o oceano, onde o carbono é armazenado nessas formas por muitos milênios antes de se precipitar no fundo do oceano como minerais carbonáticos. A ideia de intemperismo aprimorado é acelerar bastante esse processo adicionando rochas trituradas ou outras fontes de alcalinidade para reagir com o CO2 na água do mar, em última análise, consumindo CO2 atmosférico e adicionando-o como bicarbonato e carbonato mineral dissolvido ao já muito grande reservatório desses compostos no oceano. Crédito:Greg Rau, CC BY
Tal alcalinização oceânica poderia ser alcançada através da distribuição da costa ou por navios. Outra proposta é fabricar alcalinidade no mar a partir de fontes locais de energia marinha:por exemplo, empregando eletricidade derivada do gradiente vertical de temperatura muito significativo do oceano. Reagindo CO residual 2 com minerais na costa e, em seguida, bombear o material alcalino dissolvido resultante no oceano também é uma opção. Todos os itens anteriores simplesmente se somam ao já vasto reservatório de bicarbonato e carbonato no oceano.
Um benefício adicional da alcalinização dos oceanos é que também ajuda a conter a acidificação dos oceanos, o "outro CO 2 problema "decorrente da absorção do excesso de CO pelo oceano 2 do ar. A acidificação pode interferir na capacidade de calcificação de organismos, como ostras, moluscos e corais para construir seus esqueletos ou conchas, bem como impactar outros processos biogeoquímicos marinhos sensíveis ao pH.
O que não sabemos
A capacidade prática real da alcalinização dos oceanos para conter as mudanças climáticas e a acidificação permanece incerta.
Considerando a logística, custo e impactos de extrair ou fabricar alcalinidade e dispersá-la, estudos estimam que o CO do ar 2 rebaixamentos de talvez 30 partes por milhão ou menos podem ser realistas. Isso seria útil, dado que o nível de CO 2 nos tempos pré-industriais era de 260-270 partes por milhão e agora é de 410 partes por milhão.
Calculamos uma redução global de CO atmosférico 2 em 30 partes por milhão exigiria emissões quase nulas das atividades humanas, além da remoção e armazenamento de cerca de 470 gigatoneladas de CO 2 . Para alcançar isto, um mínimo de cerca de 500 gigatoneladas de rocha precisaria ser usado para gerar a alcalinidade necessária. A atual extração global de rochas é da ordem de 50 gigatoneladas por ano, portanto, manter outros usos de rocha constantes enquanto aumenta essa taxa de extração em 50 por cento poderia teoricamente nos permitir atingir o rebaixamento em 20 anos. Isso obviamente precisa ser testado em escalas muito menores para determinar qual capacidade global e taxas podem ser realizáveis.
Nem é apenas uma questão de produção de alcalinidade; existem potenciais impactos negativos da alcalinização dos oceanos nos ecossistemas marinhos que precisam ser considerados. Além dos efeitos da elevação do pH e da alcanidade (instantânea ou gradual), adição de alcalinidade provavelmente carregaria consigo outros elementos ou compostos, como traços de metais e sílica, que também pode afetar a biogeoquímica marinha. Poucas pesquisas foram realizadas sobre esses pontos, mas os resultados até agora geralmente não encontraram efeitos positivos ou nenhum efeito sobre a vida marinha. É necessária uma investigação mais aprofundada para compreender totalmente as consequências ambientais e ecológicas, incluindo a realização de testes de campo de pequeno e médio porte.
Qualquer implantação precisaria estar sujeita a requisitos de monitoramento estritos para avaliar os benefícios ambientais e também os impactos negativos da implantação em grande escala. Alguma medida de confiança no uso da alcalinização dos oceanos pode ser encontrada no fato de que o desgaste mineral natural e a entrega de alcalinidade ao oceano ocorreram naturalmente por bilhões de anos (atualmente a uma taxa de cerca de 1 gigaton de CO 2 consumido e armazenado por ano), aparentemente com o ecossistema marinho bem adaptado se não requerendo este insumo. No entanto, a possibilidade de aumentar significativamente e com segurança esse processo natural requer mais pesquisas.
Questões legais
Em um nível legal, os países precisariam abordar as questões de governança internacional associadas a essa abordagem. Presumivelmente, o Acordo de Paris seria um dos regimes envolvidos, dado seu foco no tratamento das mudanças climáticas. Qualquer papel que a alcalinidade oceânica possa desempenhar nas promessas dos países de mitigar as emissões exigiria disposições que obriguem a avaliação dos impactos potenciais da implantação. O Acordo de Paris poderia facilitar isso, dadas as suas referências em várias disposições à necessidade de avaliar os impactos das medidas de resposta no contexto dos ecossistemas, sustentabilidade, desenvolvimento e direitos humanos.
Regimes com foco no oceano, como a Convenção sobre a Prevenção da Poluição Marinha por Descarte de Resíduos e Outras Matérias e a Convenção do Direito do Mar, e seu protocolo, também pode procurar se envolver na avaliação e regulamentação, bem como a Convenção sobre Diversidade Biológica. Coordenar as intervenções potenciais de todas as respostas desses regimes seria outro desafio colocado pela implantação da alcalinidade do oceano, assim como muitas outras abordagens de remoção de dióxido de carbono que poderiam ter impactos transfronteiriços.
O espectro de uma mudança climática potencialmente catastrófica no final do século estimulou o interesse em uma série de novas opções tecnológicas para remover o CO 2 do oceano e da atmosfera em grande escala. Mas eles também podem representar riscos próprios. Adicionar materiais alcalinos para acelerar o desgaste mineral é uma abordagem que merece uma consideração séria, embora somente após um exame minucioso.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
