果断缓解气候变化正在促使研究人员检查更多剧烈的方法,例如施肥海洋以对抗在我们的空中。
“在这一点上,时间至关重要,”说美国能源部西北国家实验室的地球科学家迈克尔·霍切拉(Michael Hochella)。
“要打击升高的温度,我们必须降低CO2全球范围的水平。检查我们的所有选择,包括将海洋作为CO2水槽,为我们提供了冷却地球的最佳机会。”
浮游植物,漂浮在海面上的各种微生物的光合作用,是其中的主要组成部分之一那需要二线2从空中存放在海洋深处。
微小的生物需要像铁这样的矿物质才能生长和繁殖,但是在水面上只有固定量漂浮在它们的表面,这限制了多少浮游植物可以盛开。

因此,就像肥料可以帮助光合作用的生物在陆地上繁荣发展一样,从理论上讲,同样的帮助也可以向漂浮在我们海洋中的阳光食者提供。
鲸鱼曾经表演了大部分,通过巨大的粪便为浮游生物喂养原本无法到达的营养物质。在工业捕鲸大幅下降之前,仅南大洋的晶石鲸在这一过程中就帮助每年消除了近200万吨二氧化碳;现在,它接近200,000吨。
因此,通过人为地添加这种缺失的肥料,我们可以刺激这些微生物生长和繁殖,吸吮更多的co2从空中,随身携带他们死亡。公司2此时存放在海底,回到大多数过剩的地方,这要归功于人类活动。
我们打破的诗意完成的诗意完成可能会使这种碳隔离数十万年,就像化石转变为燃料之前所做的那样。
所需营养物质的较大可溶性形式不会倾向于在表面附近徘徊,足以被浮游植物用尽解释,因此研究人员转向纳米颗粒。诸如铁氧化铁和氧化铁等纳米颗粒是来自火山灰和土壤沉积物等来源的天然海洋肥料。
“想法是增加现有流程,”说Hochella。 “人类已经施肥了几个世纪的土地来种植农作物。我们可以学会负责任地施肥。”
利兹大学生物角化学家佩曼·巴巴哈尼(Peyman Babakhani)和同事回顾了123项研究,发现了一些工程的纳米颗粒,这些纳米颗粒可能是安全施肥浮游植物生长的候选者。
人工海洋受精将需要以增加微藻数量但不足以风险毒性的水平进行。
与对照组相比,该团队评估的一些研究能够提高35-756%的藻类生长和丰度。
更重要的是,似乎纳米颗粒对细胞表面的亲和力(在这种情况下为浮游植物)决定要占用多少,而不是浓度,因此可以以相当于海水中的人的水平释放。
一些实验发现,使用海洋肥料的浮游植物开花的生长最终消耗了其他未经人为提供的周围养分。这使他们的生长停滞不前,这意味着未来的肥料可能需要纳入更多的矿物质。
“如果相当多2通过使用工程纳米颗粒来实现趋势,这可能允许该方法作为较小尺度或特定位置的二氧化碳去除技术的应用,”团队在他们的论文中解释,“因此,请减轻对整个海洋生态系统和下游'营养窃取'的风险的担忧。”
与对环境的任何大规模操纵一样,该提案并非没有明显的风险,就像使用土地肥料一样。
“尽管在大多数海洋环境中都存在天然纳米颗粒,但在海洋中添加[工程纳米颗粒]的潜在不利环境风险需要严格的评估,” Babakhani及其同事警告。
这些粒子都没有在现实的条件下进行重点研究,因此这个想法仍然处于头脑风暴阶段。
纳米颗粒对海洋生物地球化学的长期影响尚不清楚,尤其是鉴于它们在海洋生态系统中随着时间的推移聚集的趋势,潜在地在海面以下窒息生活。
研究人员概述了开始解决众多问题的计划。但是他们估计,尽管工程正确的纳米颗粒要比使用现有材料要昂贵得多,但它可以使我们能够根据特定环境的需求(例如,那些需要更多硅或铁的需求)来量身定制它们,从而使它们更有效。
尽管对这种极端干预的需求越来越有可能,但研究人员承认必须谨慎对待它们。同时,我们已经有地球工程:保护剩余和恢复损失和退化的生态系统。
这项研究发表在自然纳米技术。