Sproszkowane skały to sposób na globalne ocieplenie. Jest efekt uboczny

Albedo Ziemi to naukowy termin określający to, jak skutecznie nasza planeta odbija promieniowanie słoneczne. Powierzchnie o wysokim albedo, takie jak jasne lodowce i obszary pokryte śniegiem, odbijają dużą część promieniowania, co prowadzi do ochłodzenia otoczenia. Z kolei ciemniejsze powierzchnie, takie jak lasy tropikalne, oceany czy gleby, pochłaniają więcej ciepła, co może przyczyniać się do wzrostu temperatury. Zmiany albedo mają więc bezpośredni wpływ na bilans energetyczny Ziemi i w konsekwencji na zmiany klimatyczne.

Enhanced Rock Weathering to technika, w której rozdrabnia się skały wulkaniczne, takie jak bazalt, i rozsiewa je na dużych powierzchniach gleb. Pod wpływem wietrzenia te skały reagują z dwutlenkiem węgla, tworząc stabilne węglany, które zatrzymują dwutlenek węgla na setki tysięcy lat. W wyniku tego procesu można znacząco zmniejszyć ilość dwutlenku węgla w atmosferze.

Jednak jednym z mniej znanych efektów ubocznych tego procesu jest wpływ na albedo Ziemi. Jak zaznaczają Brad Marston i Daniel Ibarra z Uniwersytetu Brown, którzy przeprowadzili właśnie pionierskie badanie tego problemu, „jeśli rozprzestrzenimy rozdrobnioną skałę na milionach kilometrów kwadratowych, zmiany w albedo mogą mieć ogromny wpływ na klimat”. Oznacza to, że jeśli proszek skał będzie jaśniejszy od gleby, może dojść do zwiększenia albedo, co z kolei prowadzi do efektu chłodzącego. Z drugiej strony, jeżeli materiały te będą ciemniejsze, mogą wpłynąć na obniżenie albedo i przyczynić się do ocieplenia planety.

Badania nad wpływem ERW na albedo

Badania nad wpływem ERW na albedo Ziemi są wciąż w fazie eksperymentalnej. Marston i Ibarra przeprowadzili symulacje komputerowe, które sugerują, że rozsypanie rozdrobnionych skał na powierzchni 1 miliona kilometrów kwadratowych mogłoby przyczynić się do usunięcia nawet jednej gigatony dwutlenku węgla rocznie. Jednak zmiany albedo mogą wpłynąć na efekt chłodzenia i wzmocnić lub zniwelować te korzyści. Modelowanie wskazuje, że nawet niewielkie zmiany w albedo – na poziomie 0,1 – mogą prowadzić do znacznego ochłodzenia Ziemi, szacowanego na około 1 stopnia Celsjusza w skali globalnej.

Zanim jednak można będzie stwierdzić, czy takie zmiany w albedo rzeczywiście będą miały wpływ na klimat, konieczne są dalsze badania. Jak wskazują Marston i Ibarra, „jeśli ERW rzeczywiście zmieni albedo na korzyść chłodzenia, może to stanowić podwójny efekt chłodzący: długoterminowe chłodzenie związane z absorpcją dwutlenku węgla przez glebę i krótkoterminowe chłodzenie wynikające ze zmiany albedo”.

Nie wszystkie minerały mają jednak jednakowy wpływ na albedo Ziemi. Wybór odpowiednich minerałów do procesu ERW ma kluczowe znaczenie. Skały wulkaniczne, takie jak bazalt, są ciemniejsze i mogą przyczynić się do obniżenia albedo o co za tym idzie odegrać rolę w ogrzewaniu Ziemi, podczas gdy minerały takie jak wollastonit, będące jasnymi skałami, mogą zwiększyć albedo i wzmocnić efekt chłodzący. Zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez Marstona, ciemniejsze materiały mogą wpłynąć na lokalne ocieplenie powierzchni, co w długim okresie może zniwelować pozytywne efekty usuwania CO₂. Jak zwracają uwagę badacze, „jeśli zmiany albedo mają rzeczywiście wpływać na klimat, musimy przeprowadzić eksperymentalne pomiary w rzeczywistych warunkach”.

Zmiany mogą mieć poważne konsekwencje

Mimo obiecujących wyników teoretycznych obliczeń, wielu badaczy pozostaje sceptycznych co do realnych skutków ERW. Z jednej strony, proces ten obiecuje znaczną redukcję dwutlenku węgla w atmosferze. Z drugiej, zmiany w albedo mogą nie być łatwe do przewidzenia, a wpływ na nie może mieć choćby sposób uprawy ziemi preferowany przez rolników w danym regionie.

Innym wyzwaniem, które podkreślają eksperci, jest krótka żywotność niektórych minerałów w glebie. David Beerling z Uniwersytetu Sheffield zaznacza, że „pył skalny szybko wchodzi w glebę, zarówno poprzez procesy biologiczne, jak i fizyczne, co może ograniczyć czas, przez który minerały będą miały wpływ na albedo”. Dodatkowo, szybkie wchłanianie węgla przez gleby może sprawić, że w długim okresie nie dojdzie do efektu chłodzenia, który pierwotnie zakładano.

Pomimo trudności, eksperci zgadzają się co do potrzeby przeprowadzenia bardziej szczegółowych badań terenowych, aby sprawdzić skutki ERW w rzeczywistych warunkach. XinRan Liu z firmy UNDO Carbon sugeruje, że dane z rzeczywistych eksperymentów, przeprowadzonych na większą skalę, mogą pomóc w lepszym zrozumieniu długoterminowych skutków: „Potrzebujemy danych z globalnych prób, aby określić, jak różne minerały wpływają na albedo i jak długo pozostaną na powierzchni gleb”. Tylko dzięki takiemu podejściu będziemy w stanie uzyskać pełniejszy obraz potencjalnych korzyści i ryzyk związanych z tym procesem.

Pytanie tylko, kto za to zapłaci?

Na razie rozwiązania ERW są stosowane jedynie na ograniczoną, eksperymentalną skalę. Naukowcy z MIT przewidywali w swojej publikacji z 2023 r., że powszechne zastosowanie tego rozwiązania może jednak napotkać poważne problemy logistyczne, środowiskowe i ekonomiczne. 

Po pierwsze, wydobycie, mielenie i transport wykorzystywanych w procesie skał wymagają dużej ilości energii, w większości pochodzącej z paliw kopalnych zanieczyszczających klimat. Nie jest również jasne, jak dobrze wzmocnione wietrzenie na dużą skalę sprawdzi się w praktyce. Reakcje chemiczne skał gruntowych w glebach naturalnych lub wodzie morskiej są złożone i trudne do przewidzenia. Niektóre badania sugerują, że oliwin w wodzie morskiej może szybko przestać łączyć się z CO2 w niektórych środowiskach lub że użycie niewłaściwego rodzaju oliwinu może faktycznie dodać CO2 do atmosfery poprzez reakcje wtórne z udziałem żelaza. Niektóre produkty uboczne wydobycia, mielenia i stosowania skał mogą też szkodzić naturalnym ekosystemom lub zdrowiu ludzi.

Jednak największym wyzwaniem, podobnie jak w przypadku wielu pomysłów na usuwanie węgla, są koszty. Ulepszone wietrzenie jest po prostu droższe niż bardziej bezpośrednie sposoby radzenia sobie z emisjami dwutlenku węgla – takie jak budowanie źródeł czystej energii. Trudno także opracować model biznesowy, w którym stosowanie tej technologii jest opłacalne bez jakiejś formy wsparcia rządowego. A o rządowe pieniądze rywalizuje wiele potencjalnych i stosowanych już technologii, które mają przyczynić się do zahamowania procesów zmian klimatycznych.