ความล้มเหลวของเราในการการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างเด็ดขาดกำลังกระตุ้นให้นักวิจัยตรวจสอบแนวทางที่รุนแรงยิ่งขึ้น เช่น การใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรเพื่อต่อสู้กับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินจำนวนมากในอากาศของเรา
“ ณ จุดนี้ เวลาเป็นสิ่งสำคัญ”พูดว่าMichael Hochella นักวิทยาศาสตร์โลกจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ
“เพื่อต่อสู้กับอุณหภูมิที่สูงขึ้น เราต้องลด CO22ระดับในระดับโลก ตรวจสอบทางเลือกทั้งหมดของเรา รวมถึงการใช้มหาสมุทรเป็น CO2อ่างล้างจานทำให้เรามีโอกาสที่ดีที่สุดในการทำให้โลกเย็นลง”
แพลงก์ตอนพืชจุลินทรีย์หลากหลายชนิดในการสังเคราะห์แสงที่ลอยอยู่บนผิวมหาสมุทรถือเป็นองค์ประกอบหลักประการหนึ่งของปั๊มชีวภาพของวัฏจักรคาร์บอนที่ใช้ CO2ออกจากอากาศเพื่อกักเก็บในส่วนลึกของมหาสมุทร
สิ่งมีชีวิตเล็กๆ ต้องการแร่ธาตุ เช่น เหล็ก ในการเจริญเติบโตและขยายพันธุ์ แต่มีเพียงปริมาณคงที่เท่านั้นที่ลอยอยู่บนผิวน้ำไปด้วย ซึ่งจำกัดปริมาณแพลงก์ตอนพืชที่สามารถเบ่งบานได้-
เช่นเดียวกับที่ปุ๋ยสามารถช่วยให้สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงเจริญรุ่งเรืองบนบกได้ ในทางทฤษฎีแล้ว ความช่วยเหลือเดียวกันนี้ก็สามารถมอบให้กับผู้กินแสงแดดที่ลอยอยู่บนทะเลของเราได้ฉันใด
วาฬเคยแสดงละครชิ้นใหญ่การปฏิสนธิในมหาสมุทรตามธรรมชาติโดยให้อาหารแพลงก์ตอนด้วยสารอาหารที่อยู่ห่างไกลจากอุจจาระขนาดยักษ์ ก่อนที่การล่าวาฬเชิงอุตสาหกรรมจะลดจำนวนวาฬลงอย่างมาก วาฬสเปิร์มในมหาสมุทรทางใต้เพียงลำพังช่วยกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้เกือบ 2 ล้านตันต่อปีผ่านกระบวนการนี้ ตอนนี้ก็ใกล้ถึง 200,000 ตันแล้ว
ดังนั้น โดยการเติมปุ๋ยที่หายไปนี้ไปเทียม เราสามารถกระตุ้นให้จุลินทรีย์เหล่านี้เติบโตและสืบพันธุ์ และดูดคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น2จากอากาศแล้วนำติดตัวไปจนตาย บริษัท2ณ จุดนี้จะถูกกักเก็บไว้ที่พื้นมหาสมุทร กลับไปยังจุดที่ส่วนเกินส่วนใหญ่ถูกปล่อยออกมาเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์
วงจรที่เราได้ทำลายไปอย่างสมบูรณ์ตามบทกวีนี้ สามารถกักเก็บคาร์บอนนี้เป็นเวลาหลายแสนปี ดังที่ฟอสซิลที่กลายเป็นเชื้อเพลิงได้เคยทำมาก่อน
สารอาหารที่จำเป็นในรูปแบบที่ละลายน้ำได้ขนาดใหญ่นั้นมักจะไม่อยู่ใกล้ผิวน้ำนานพอที่จะใช้โดยแพลงก์ตอนพืชอธิบายดังนั้นนักวิจัยจึงหันไปหาอนุภาคนาโน อนุภาคนาโน เช่น เหล็กออกไซด์และเหล็กออกซีไฮดรอกไซด์เป็นปุ๋ยธรรมชาติจากมหาสมุทรจากแหล่งต่างๆ เช่น เถ้าภูเขาไฟและตะกอนดิน
"แนวคิดก็คือการเพิ่มกระบวนการที่มีอยู่"พูดว่าโฮเชลลา. “มนุษย์ได้ให้ปุ๋ยแก่ผืนดินเพื่อปลูกพืชผลมานานหลายศตวรรษ เราสามารถเรียนรู้ที่จะให้ปุ๋ยแก่มหาสมุทรอย่างมีความรับผิดชอบ”
จากการทบทวนการศึกษา 123 ชิ้น Peyman Babakhani นักชีวธรณีเคมีแห่งมหาวิทยาลัยลีดส์และเพื่อนร่วมงาน พบว่าอนุภาคนาโนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมซึ่งอาจเป็นตัวเลือกสำหรับการปฏิสนธิการเจริญเติบโตของแพลงก์ตอนพืชอย่างปลอดภัย
การปฏิสนธิในมหาสมุทรเทียมจะต้องเกิดขึ้นในระดับที่ทำให้จำนวนสาหร่ายขนาดเล็กเพิ่มขึ้น แต่ไม่เพียงพอที่จะเสี่ยงต่อความเป็นพิษ
การศึกษาบางส่วนที่ทีมงานประเมินสามารถบรรลุการเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ของสาหร่ายเพิ่มขึ้น 35-756 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม
ยิ่งไปกว่านั้น ปรากฏว่าอนุภาคนาโนมีความสัมพันธ์กับพื้นผิวเซลล์ (ในกรณีนี้คือแพลงก์ตอนพืช)กำหนดจำนวนเงินที่หยิบขึ้นมาแทนที่จะเป็นความเข้มข้นจึงสามารถปล่อยออกมาได้ในระดับที่เทียบเท่ากับที่มีอยู่ในน้ำทะเลอยู่แล้ว
การทดลองบางชิ้นพบว่าการเติบโตของแพลงก์ตอนพืชโดยใช้ปุ๋ยจากมหาสมุทรทำให้สารอาหารอื่นๆ ที่อยู่รอบๆ ที่ไม่ได้มาจากปุ๋ยสังเคราะห์หมดไป สิ่งนี้ทำให้การเติบโตหยุดชะงัก ซึ่งหมายความว่าปุ๋ยในอนาคตอาจจำเป็นต้องรวมแร่ธาตุเพิ่มขึ้น
“หากมี CO มาก2การลดลงสามารถทำได้โดยการใช้อนุภาคนาโนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ซึ่งอาจช่วยให้สามารถนำแนวทางดังกล่าวไปประยุกต์ใช้เป็นเทคโนโลยีกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับที่เล็กลงหรือสถานที่เฉพาะได้ "ทีมงานอธิบายไว้ในรายงานของพวกเขา"และช่วยบรรเทาความกังวลบางประการเกี่ยวกับความเสี่ยงของวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ในระบบนิเวศทางทะเลทั้งหมดและ 'การขโมยสารอาหาร' ขั้นปลายน้ำ"
เช่นเดียวกับการจัดการสิ่งแวดล้อมในวงกว้าง ข้อเสนอนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีความเสี่ยงที่สำคัญ เช่นเดียวกับการใช้ปุ๋ยบนดิน
"ในขณะที่อนุภาคนาโนตามธรรมชาติมีอยู่ในพื้นที่มหาสมุทรส่วนใหญ่ ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการเพิ่ม [อนุภาคนาโนเชิงวิศวกรรม] ลงสู่มหาสมุทรจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างเข้มงวด" Babakhani และเพื่อนร่วมงานเตือน-
อนุภาคเหล่านี้ไม่ได้ผ่านการศึกษาแบบเจาะจงในสภาวะที่สมจริง ดังนั้นแนวคิดนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการระดมความคิด
ไม่ทราบผลกระทบระยะยาวของอนุภาคนาโนต่อชีวธรณีเคมีของมหาสมุทร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคำนึงถึงแนวโน้มที่จะรวมตัวกันในระบบนิเวศทางทะเลเมื่อเวลาผ่านไปที่อาจกลืนกินสิ่งมีชีวิตใต้ผิวมหาสมุทร-
นักวิจัยได้ร่างแผนเพื่อเริ่มจัดการกับข้อกังวลต่างๆ มากมาย แต่พวกเขาประเมินว่าแม้ว่าวิศวกรรมอนุภาคนาโนที่ถูกต้องจะมีราคาแพงกว่าการใช้วัสดุที่มีอยู่อย่างมาก แต่ก็จะทำให้เราสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจงได้ (เช่น ที่ต้องการซิลิคอนหรือเหล็กมากขึ้น) ทำให้พวกมันมีมากขึ้น มีประสิทธิภาพ.
แม้ว่าความจำเป็นในการแทรกแซงที่รุนแรงเช่นนี้กำลังมีแนวโน้มมากขึ้นเรื่อยๆ แต่นักวิจัยยอมรับว่าพวกเขาจะต้องได้รับการติดต่อด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง ในขณะเดียวกันเราก็มีแล้ววิธีการที่เชื่อถือได้และเข้าใจดีขึ้นมากของวิศวกรรมภูมิศาสตร์: การปกป้องที่เหลืออยู่และฟื้นฟูระบบนิเวศที่สูญหายและเสื่อมโทรม
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ-
