إن نشر الصخور المكسرة في المزارع يمكن أن يمتص مليار طن من ثاني أكسيد الكربون

يمكن أن يؤدي نشر صخور السيليكات المسحوقة مثل البازلت في الحقول إلى إزالة ما يصل إلى 1.1 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي سنويًا مع زيادة غلات المحاصيل، وفقًا لتحليل الإمكانات العالمية لهذه الطريقة. لكن بعض الباحثين يتساءلون عما إذا كان هذا الرقم قابلا للتحقيق حقا.

تعمل هذه التقنية، المعروفة باسم التجوية الصخرية المعززة، على تسريع تحلل الصخور بواسطة مياه الأمطار، وهي عملية طبيعية أدت، على مدى ملايين السنين، إلى نقل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى المحيط وساعدت في تبريد الكوكب في فترات الدفيئة-الأرض. قام المزارعون بنشر الحجر الجيري المطحون في الحقول لعدة قرون لتحسين امتصاص العناصر الغذائية في المحاصيل.

يقول تشوان لياو من جامعة كورنيل في نيويورك: “تتمثل الفائدة الرئيسية في حل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي من خلال التفاعلات الكيميائية”. “وهناك أيضًا بعض الفوائد الجانبية، مثل إضافة … المغنيسيوم والكالسيوم المحتمل لتكملة مغذيات التربة.”

ومع استمرار زيادة الانبعاثات، قالت هيئة المناخ التابعة للأمم المتحدة إن البشرية ستحتاج إلى إزالة الكربون للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري عند 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة. وقد شجعت دول مثل البرازيل تعزيز التجوية الصخرية لخفض الانبعاثات وتكاليف الأسمدة. في العام الماضي، فازت شركة ناشئة في مجال التجوية المحسنة في الهند تدعى Mati Carbon بالجائزة الكبرى البالغة 50 مليون دولار في مسابقة XPRIZE التي نظمها إيلون موسك لإمكانات إزالة الكربون على نطاق واسع.

يذوب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في المطر ليشكل حمض الكربونيك. وفي صخور السيليكات، يتفاعل هذا مع ثاني أكسيد السيليكون والمعادن لحبس ثاني أكسيد الكربون بعيدًا في أيونات البيكربونات. تنجرف البيكربونات إلى الأنهار والمحيطات، حيث يمكن أن تظل مذابة لآلاف السنين أو تندمج في الهياكل الخارجية لكربونات الكالسيوم في المحار والشعاب المرجانية وقنافذ البحر. يؤدي سحق الصخور إلى تعريض المزيد من المساحة السطحية للمطر، مما يعزز عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون.

واستنادًا إلى كمية الصخور التي يمكن وضعها في الحقول الزراعية، توقعت الدراسات أن التجوية الصخرية المعززة يمكن أن تسحب 5 مليارات طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا هذا القرن. وقام لياو وزملاؤه “بفحص واقعي” لهذه التقديرات من خلال دمج مدى سرعة تبني المزارعين للابتكارات الأخرى مثل الري ومدى كفاءة التجوية في مناطق مختلفة.

لقد قاموا بتصميم سيناريوهات مع اعتماد محدود وواسع النطاق للتجوية المعززة، ووجدوا أن هذه التقنية يمكن أن تزيل 350 مليون إلى 750 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول عام 2050 و700 مليون إلى 1.1 مليار طن سنويًا بحلول عام 2100. وللمقارنة، بلغ إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري العالمية في عام 2025 حوالي 38 مليار طن.

وفي حين أن أوروبا وأمريكا الشمالية ستقومان في البداية بمعظم عمليات الإزالة، إلا أن آسيا وأمريكا اللاتينية وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ستتفوق عليهما مع إنشاء سلاسل توريد صخور السيليكات وانخفاض التكاليف. يؤدي ارتفاع درجات الحرارة وهطول الأمطار إلى تسريع عملية التجوية في هذه المناطق، مما قد يسمح للمزارعين هناك ببيع المزيد من أرصدة إزالة الكربون لكل طن من الصخور.

“[For] يقول لياو: “المزارعون في الجنوب العالمي، ستكون هناك عوائق أقل أمامهم للقيام بذلك بعد عقود من الآن”.

ومع ذلك، يرى ماركوس شيدونج – من معهد ثونن للزراعة الذكية مناخيًا في ألمانيا – وزملاؤه في بحث حديث أن مثل هذه التوقعات تحجب الشكوك الكبيرة حول التجوية الصخرية المعززة. على سبيل المثال، إذا لم تهطل الأمطار وظلت التربة جافة، يمكن أن تكون عملية إزالة الكربون أبطأ بما يصل إلى 25 مرة. ويقول شييدونغ إنه من المرجح أن يكون تقدير 1.1 مليار طن من إزالة الكربون مبالغًا فيه.

في التربة ذات الرقم الهيدروجيني العالي، يمكن أن يؤدي هطول الأمطار إلى مقاومة الكربونات الموجودة في الأرض بدلاً من الصخور المكسرة. ويقول إنه سيتم تحويلها في النهاية مرة أخرى إلى كربونات في المحيط، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون وعدم إزالة الكربون الصافي. في التربة ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض، يمكن أن تتفاعل الأحماض الموجودة بشكل طبيعي مع الصخور المسحوقة ولن تتم إزالة الكربون من هطول الأمطار. ومع انخفاض حموضة التربة، تزداد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الميكروبات.

علاوة على ذلك، في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي استخراج الصخور ونقلها إلى المزرعة إلى إطلاق كمية من الكربون أكبر مما تتم إزالته، كما يقول شييدونج.

يقول: “أنا متشكك”. “نحن بحاجة إلى التأكد من امتصاص ثاني أكسيد الكربون. وإلا فإننا نتعرض لخطر قياس شيء ما [removing carbon]ولكن في مكان آخر يتم إطلاقه مرة أخرى، وهو أمر من المرجح أن يحدث في هذا النظام الجيوكيميائي المعقد.

ويخشى البعض أيضًا من أن التجوية الصخرية المعززة قد تؤدي إلى إدخال سموم إلى الإمدادات الغذائية. يحتوي الزبرجد الزيتوني، الصخر الذي استندت إليه توقعات لياو، على معادن ثقيلة مثل النيكل والكروم.

الصخور المتبقية في معظم المناجم الموجودة ملوثة أيضًا بالمعادن، وفقًا لديفيد مانينج من جامعة نيوكاسل بالمملكة المتحدة. وربما يتعين على البلدان أن تفتح أعدادا ضخمة من محاجر البازلت بدلا من ذلك، الأمر الذي قد يستغرق وقتا ومالا.

يقول مانينج: “إن إزالة جيجا طن واحد من ثاني أكسيد الكربون سنويًا تتطلب 5 جيجا طن من الصخور سنويًا، وهذه نقطة شائكة، لأنه لا أحد يعرف من أين تأتي هذه الصخور”. “وهذا يشكل عائقا رئيسيا أمام النمو.”