Новый поворот: методы удаления CO2 угрожают кислороду океана

Глобальное потепление уже сейчас приводит к драматической потере кислорода в Мировом океане — за последние десятилетия его запасы сократились примерно на два процента, что влечет за собой серьезные экологические последствия. Любое дальнейшее потепление лишь усугубит эту ситуацию. Казалось бы, меры по смягчению последствий изменения климата должны помочь противодействовать снижению уровня кислорода. Однако новое исследование показывает, что многие предлагаемые морские методы удаления углекислого газа (mCDR), особенно основанные на биологических процессах, могут на самом деле усилить потерю кислорода в океане.

«Что помогает климату, не всегда автоматически хорошо для океана», — заявляет профессор Андреас Ошлис, ведущий автор исследования и руководитель отдела моделирования биогеохимических процессов в GEOMAR. Вместе с международной командой, входящей в Глобальную сеть по изучению кислорода в океане ЮНЕСКО (GO2NE), он провел комплексную оценку с использованием идеализированных глобальных моделей. Целью было проанализировать как прямое воздействие различных подходов mCDR на кислород в океане, так и их косвенное влияние через смягчение последствий изменения климата. Результаты опубликованы в журнале «Environmental Research Letters».

Исследование выделяет несколько биотических методов mCDR как особенно критические. К ним относятся так называемое «удобрение» океана, крупномасштабное выращивание макроводорослей с последующим затоплением биомассы, а также искусственный апвеллинг — подъем богатых питательными веществами глубинных вод. Все эти подходы подразумевают усиление фотосинтетической продукции биомассы, которая затем разлагается в толще воды. Этот процесс реминерализации активно потребляет кислород, причем в объемах, сопоставимых с нынешними темпами глобальной деоксигенации, вызванной потеплением океана.

«Методы, которые увеличивают производство биомассы в океане и впоследствии приводят к ее разложению, потребляющему кислород, не могут считаться безвредными климатическими решениями», — подчеркивает Ошлис. «Наши модельные симуляции показывают, что такие подходы могут вызвать снижение содержания растворенного кислорода, которое будет в четыре, а то и в сорок раз больше, чем ожидаемый выигрыш в кислороде от снижения глобального потепления».

В отличие от них, геохимические подходы mCDR, не связанные с поступлением питательных веществ — например, повышение щелочности океана путем добавления щелочных субстанций на основе известняка — по-видимому, оказывают минимальное воздействие на уровень кислорода в океане, сравнимое с простым сокращением выбросов CO₂.

Среди всех рассмотренных методов только крупномасштабное выращивание макроводорослей с последующим сбором биомассы (то есть ее удалением из океана) привело, согласно моделям, к общему увеличению содержания кислорода. В этом случае дополнительный кислород не расходуется в морской среде, а удаление питательных веществ из системы ограничивает его потребление в других частях океана. Модельные результаты показывают, что при развертывании в достаточном масштабе этот подход потенциально способен даже обратить вспять уже произошедшие потери кислорода, обеспечив его приток, который в течение столетия может вдесятеро превысить объемы, утраченные из-за изменения климата. Однако и здесь есть свое «но»: удаление питательных веществ неизбежно скажется на общей биологической продуктивности океана, снижая ее.

Учитывая эти выводы, авторы исследования настоятельно призывают к обязательному включению измерений уровня кислорода во все будущие исследовательские проекты и практические инициативы по внедрению mCDR.

«Океан – это сложнейшая экосистема, которая и без того уже находится под колоссальным давлением», — говорит Ошлис. «Если мы решаемся на крупномасштабные вмешательства, мы должны быть абсолютно уверены, что, какими бы благими ни были наши намерения, мы не создаем дополнительных угроз для тех условий морской среды, от которых зависит выживание морских обитателей». Эти предупреждения звучат на фоне растущего интереса к технологиям удаления углекислого газа, которые рассматриваются как необходимый элемент для достижения целей по нулевым выбросам, поскольку даже при амбициозной климатической политике определенный уровень выбросов парниковых газов, вероятно, сохранится. Океан, являясь крупнейшим природным поглотителем CO₂, играет в этом процессе ключевую роль, и морские методы удаления углерода призваны интенсифицировать его естественные способности к связыванию углерода.