Forskare vid King Abdullah University of Science and Technology har utvecklat en ny metod för att fånga upp koldioxid med hjälp av växter och mikrober som producerar oxalater. Med detta syftar de till att omvandla öknar till kolbindningssystem. För att sätta saker i verket började teamet experiment i nordvästra Saudiarabien. De planterade kvävefixerande baljväxter, som akacior, för att hjälpa ökenväxter att växa.
Att minska utsläppen är inte ensamt effektivt för att minska de extrema koldioxidnivåerna i atmosfären. Vi måste avlägsna de redan befintliga koncentrationerna av koldioxid i miljön och lagra den. Ett team av växtforskare från King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) publicerade nyligen en opinionsrapport som konstaterar att torra marker har potential att binda koldioxid.
Enligt forskarna är det möjligt att omvandla ett torrt ekosystem till effektiva kolbindningssystem . Detta skulle kunna vara möjligt genom att förbättra markens hälsa, öka fotosynteseffektiviteten och öka rotbiomassan. Och detta kan uppnås genom att skapa ideala kombinationer av jordmikrober, jordtyp och rätt kombination av växter för att införliva och främja en naturligt förekommande biogeokemisk process. Oxalat-karbonatvägen är den process som diskuteras här och som kommer att bidra till att skapa kolsänkor under jord.
Heribert Hirt , seniorförfattare och växtforskare vid KAUST, sa: ”Att återgröna öknar genom att återställa ekosystemfunktioner, inklusive koldioxidlagring, bör vara den föredragna metoden. Fördelen med att återta torra regioner för återgröning och koldioxidlagring är att de inte konkurrerar med mark som används inom jordbruk och livsmedelsproduktion.”
Betydelsen av oxalater
Metoden utnyttjar torra växter som producerar oxalater – joner som innehåller kol och syre , vilka är associerade med njursten eller gikt. Vissa jordmikrober förlitar sig enbart på oxalater som kolkälla. Som ett resultat släpper de ut karbonatmolekyler i jorden.
Karbonat sönderdelas ofta snabbt, men när dessa växt-mikrobsystem odlas i jordar som är alkaliska och rika på kalcium, interagerar karbonatet med kalcium för att skapa bestående kalciumkarbonatavlagringar.
Den naturliga kolcykeln involverar vanligtvis utbyte av koldioxid mellan atmosfären, haven och landbaserade ekosystem. Men på grund av mänskliga aktiviteter har det skett en betydande ansamling av överskott av koldioxid i atmosfären.
Se även : 6 fördelar och nackdelar med koldioxidavskiljning
Träd vs. Torra länder
Träd ses ofta som den perfekta lösningen för att binda kol, men utmaningen är att återplantering av skog ofta konkurrerar med jordbruk om värdefull åkermark. Men att omvandla öknar till koldioxidbindningssystem är ett nytt koncept. Det finns stora möjligheter i torra områden, som utgör ungefär en tredjedel av jordens yta och för närvarande inte används för jordbruk.
Torra ekosystem är kända för sitt begränsade växtliv, främst på grund av vattenbrist. Vissa växter har sinnrikt utvecklat olika strategier för att överleva under dessa utmanande förhållanden och framgångsrikt övervunnit vattenbrist och extrema temperaturer.
Vissa växter som trivs i torra förhållanden har anmärkningsvärda rotsystem för att få tillgång till underjordiska vattenkällor. Dessutom använder de olika former av fotosyntes som gör att de kan spara vatten under dagens hetaste perioder.
Sedan finns det också växter som är kända som oxalogena med förmågan att producera betydande mängder oxalater, vilka kan omvandlas till vatten under torka.
Mikrober använder inte bara kol för sin egen ämnesomsättning, utan frigör det också som karbonat i jorden . Detta karbonat har förmågan att fällas ut som kalciumkarbonat, och dess stabilitet kan bestå i flera århundraden eller till och med årtusenden. Det föreslagna systemet för kolbindning på torra marker involverar en kombination av oxalogena växter , som frigör upp till en fjärdedel av sitt kol som oxalsyra i jorden, och oxalotrofa mikrober.
Från dessa oxalater avsätts en viss mängd kol under jord, och teamet vill använda denna mekanism för kolbindning. Enligt rapporten kan " Sammantaget, i denna form av kolbindning, en av sexton fotosyntetiskt fixerade kolatomer bindas till karbonater."
Fertilitetsöarna
Enligt författarna är det möjligt att omvandla dessa improduktiva och degraderade ekosystem till kolsänkor med blomstrande jord och växter genom att förstärka denna biogeokemiska process som sker naturligt i torra områden.
Författarna föreslår att man bör ta fertilitetsöar som utgångspunkt . De är små områden med återupplivad livsmiljö från vilka växter och mikrober kan expandera och så småningom skapa en frodig vegetationsmatta.
Medförfattaren Hassan Boukcim har redan påbörjat experiment i nordvästra Saudiarabien och planterat kvävefixerande baljväxter som akacior för att stödja tillväxten av andra ökenväxter. Författarna tror att dessa metoder kan leda till stora ökningar av mängden kol som lagras i växter och jord inom tio år.
De påpekar dock att framgången och hastigheten för denna metod kommer att påverkas av den hastighet med vilken växter växer under torra förhållanden, samt tillgången på medel och politiskt stöd i olika torra länder.
”Som en del av KAUSTs projekt för inhemska genom har vi redan identifierat några inhemska oxalogena växtarter, men det här projektet kommer nu att utökas till att karakterisera hundratals inhemska växter och mikrober”, säger professor Hirt.
Professor Hirts team har revolutionerat processen för beläggning av fröer genom att applicera nyttiga mikrober direkt på inhemska växtfrön. Dessa frön odlas noggrant i plantskolor innan de planteras i hårda ökenmiljöer. Så att omvandla öknar till kolbindningssystem kan tyckas vara en ouppnåelig uppgift, men det är bättre att prova olika tillvägagångssätt snarare än ingenting.
