Kuningas Abdullahin tiede- ja teknologiayliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän hiilidioksidin talteenottamiseksi käyttämällä kasveja ja mikrobeja, jotka tuottavat oksalaatteja. Tällä he pyrkivät muuttamaan aavikot hiilensidontajärjestelmiksi. Asioiden toteuttamiseksi ryhmä aloitti kokeita Luoteis-Saudi-Arabiassa. He istuttivat typpeä sitovia palkokasveja, kuten akaasiaa, auttamaan aavikon kasvien kasvua.
Pelkästään päästöjen vähentäminen ei riitä alentamaan ilmakehän äärimmäisiä hiilidioksidipitoisuuksia. Meidän on poistettava ympäristöstä jo olemassa olevat hiilidioksidipitoisuudet ja varastoitava ne. Kuningas Abdullahin tiede- ja teknologiayliopiston (KAUST) kasvitieteilijöiden ryhmä julkaisi hiljattain lausuntopaperin, jonka mukaan kuivilla mailla on potentiaalia sitoa hiilidioksidia.
Tutkijoiden mukaan on mahdollista muuttaa kuiva ekosysteemi tehokkaiksi hiilensidontajärjestelmiksi . Tämä voisi olla mahdollista parantamalla maaperän terveyttä, tehostamalla yhteyttämisen tehokkuutta ja lisäämällä juuribiomassaa. Ja tämä voidaan saavuttaa suunnittelemalla ihanteellisia yhdistelmiä maaperän mikrobeista, maaperätyypistä ja oikeasta kasviyhdistelmästä luonnossa esiintyvän biogeokemiallisen prosessin edistämiseksi. Oksalaatti-karbonaattireitti on tässä käsiteltävä prosessi, joka auttaa luomaan hiilinieluja maan alle.
KAUSTin vanhempi kirjailija ja kasvitieteilijä Heribert Hirt sanoi: "Aavikoiden viherryttäminen ekosysteemitoimintojen palauttamisen, mukaan lukien hiilensidonnan, avulla tulisi olla ensisijainen lähestymistapa. Kuivien alueiden viherryttämisen ja hiilensidonnan etuna on, että ne eivät kilpaile maataloudessa ja elintarviketuotannossa käytettyjen alueiden kanssa."
Oksalaattien merkitys
Menetelmässä hyödynnetään kuiviin olosuhteisiin sopeutuneita kasveja, jotka tuottavat oksalaatteja – hiiltä ja happea sisältäviä ioneja , jotka liittyvät munuaiskiviin tai kihtiin. Tietyt maaperän mikrobit ovat riippuvaisia oksalaateista hiilenlähteenään. Tämän seurauksena ne vapauttavat karbonaattimolekyylejä maaperään.
Karbonaatti hajoaa usein nopeasti, mutta kun näitä kasvi-mikrobijärjestelmiä viljellään emäksisessä ja runsaasti kalsiumia sisältävässä maaperässä, karbonaatti on vuorovaikutuksessa kalsiumin kanssa muodostaen kestäviä kalsiumkarbonaattikertymiä.
Luonnollinen hiilen kiertokulku sisältää yleensä hiilidioksidin vaihtoa ilmakehän, valtamerien ja maaekosysteemien välillä. Ihmisen toiminnan vuoksi ilmakehään on kuitenkin kertynyt merkittävästi liikaa hiilidioksidia.
Katso myös : Hiilidioksidin talteenoton 6 etua ja haittaa
Puut vs. Kuivat maat
Puita pidetään usein täydellisenä ratkaisuna hiilen talteenottoon, mutta haasteena on, että metsänistutus kilpailee usein maatalouden kanssa arvokkaasta viljelykelpoisesta maasta. Aavikoiden muuttaminen hiilensidontajärjestelmiksi on kuitenkin uusi konsepti. Kuivilla mailla, jotka muodostavat noin kolmanneksen maapallon pinta-alasta ja joita ei tällä hetkellä käytetä maatalouteen, on valtavat mahdollisuudet.
Kuivat ekosysteemit tunnetaan rajallisesta kasvillisuudestaan, joka johtuu pääasiassa veden niukkuudesta. Tietyt kasvit ovat kehittäneet nerokkaasti erilaisia strategioita selviytyäkseen näissä haastavissa olosuhteissa ja selvinneet onnistuneesti veden niukkuudesta ja äärimmäisistä lämpötiloista.
Tietyillä kuivilla olosuhteilla menestyvillä kasveilla on huomattava juuristo maanalaisten vesilähteiden käyttämiseen. Lisäksi ne käyttävät erilaisia fotosynteesin muotoja, joiden avulla ne voivat säästää vettä päivän kuumina aikoina.
Sitten on myös kasveja, jotka tunnetaan oksalogeenisina kasveina ja jotka pystyvät tuottamaan huomattavia määriä oksalaatteja, jotka voidaan muuntaa vedeksi kuivuuden aikana.
Mikrobit eivät ainoastaan käytä hiiltä omaan aineenvaihduntaansa, vaan myös vapauttavat sitä karbonaattina maaperään . Tällä karbonaatilla on kyky saostua kalsiumkarbonaattina, ja sen stabiilius voi kestää useita vuosisatoja tai jopa vuosituhansia. Ehdotettu hiilensidontajärjestelmä kuivilla mailla sisältää yhdistelmän oksalogeenisia kasveja , jotka vapauttavat jopa neljänneksen hiilestään oksaalihappona maaperään, ja oksalotrofisia mikrobeja.
Näistä oksalaateista jonkin verran hiiltä kerrostuu maan alle, ja tutkimusryhmä haluaa käyttää tätä mekanismia hiilensidontaan. Raportin mukaan : ” Kaiken kaikkiaan tässä hiilensidonnan muodossa yksi kuudestatoista fotosynteettisesti kiinnittyneestä hiiliatomista voitaisiin sitoa karbonaateiksi.”
Hedelmällisyyssaaret
Kirjoittajien mukaan tehostamalla tätä kuivilla mailla luonnostaan tapahtuvaa biogeokemiallista prosessia on mahdollista muuttaa nämä tuottamattomat ja heikentyneet ekosysteemit hiilinieluiksi, joissa on kukoistava maaperä ja kasvit.
Kirjoittajat ehdottavat, että lähtökohdaksi tulisi ottaa hedelmällisyyssaaret . Ne ovat pieniä elvytettyjä elinympäristöjä, joista kasvit ja mikrobit voivat levitä ja lopulta luoda rehevän kasvillisuusmaton.
Yhteiskirjoittaja Hassan Boukcim on jo aloittanut kokeita Luoteis-Saudi-Arabiassa, jossa hän istuttaa typpeä sitovia palkokasveja, kuten akaasiaa, tukemaan muiden aavikkokasvien kasvua. Kirjoittajat uskovat, että nämä lähestymistavat voisivat johtaa kasvien ja maaperän varastoiman hiilen määrän huomattavaan kasvuun kymmenen vuoden kuluessa.
He kuitenkin huomauttavat, että tämän menetelmän onnistumiseen ja nopeuteen vaikuttavat kasvien kasvuvauhti kuivissa olosuhteissa sekä rahoituksen ja poliittisen tuen saatavuus eri kuivissa maissa.
”Osana KAUSTin Native Genome Projectia olemme jo tunnistaneet joitakin alkuperäisiä oksalogeenisia kasvilajeja, mutta tätä projektia laajennetaan nyt kattamaan satojen alkuperäisten kasvien ja mikrobien karakterisointi”, sanoo professori Hirt.
Professori Hirtin tiimi on mullistanut siementen päällystysprosessin levittämällä hyödyllisiä mikrobeja suoraan kotoperäisten kasvien siemeniin. Näitä siemeniä viljellään huolellisesti taimitarhoissa ennen kuin ne istutetaan ankariin aavikkoympäristöihin. Joten aavikoiden muuntaminen hiilensidontajärjestelmiksi voi tuntua mahdottomalta tehtävältä, mutta on parempi kokeilla erilaisia lähestymistapoja kuin ei mitään.
