Cambridge, Während die Welt um die Dekarbonisierung kämpft, wird immer deutlicher, dass wir sowohl die Emissionen schnell reduzieren als auch aktiv Kohlendioxid (CO₂) aus der Atmosphäre entfernen müssen. Der jüngste Bericht des Weltklimarats untersuchte 230 Möglichkeiten, die globale Erwärmung unter 1,5 °C zu halten. Sämtliche erforderliche CO₂-Entfernung.
Einige der vielversprechendsten CO₂-Entfernungstechnologien, die in den Vereinigten Staaten, im Vereinigten Königreich und in Australien staatliche Förderung erhalten, zielen darauf ab, das enorme Kohlenstoffspeicherpotenzial des Ozeans zu erhöhen. Dazu gehören die Düngung winziger Pflanzen und die Optimierung der Ozeanchemie.
Ozeanbasierte Ansätze erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, da sie möglicherweise Kohlenstoff für ein Zehntel der Kosten der „Direct Air Capture“ speichern könnten, bei der CO₂ mit energieintensiven Maschinen aus der Luft gesaugt wird.Der marine Kohlenstoffkreislauf ist jedoch viel schwieriger vorherzusagen. Wissenschaftler müssen die vielen komplexen natürlichen Prozesse entschlüsseln, die die Effizienz, Wirksamkeit und Sicherheit der ozeanischen CO₂-Entfernung verändern könnten, bevor sie durchgeführt werden kann.
In unserer neuen Forschung heben wir einen überraschend wichtigen Mechanismus hervor, der zuvor übersehen wurde. Wenn CO₂-Entfernungstechniken den Appetit winziger Tiere am Ende der Nahrungskette verändern, könnte sich die Menge des tatsächlich gespeicherten Kohlenstoffs dramatisch verändern.
Winzige Meereslebewesen namens Plankton spielen eine große Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Ozeane. Diese mikroskopisch kleinen Organismen treiben auf den Meeresströmungen und transportieren den eingefangenen Kohlenstoff durch die Meere.Wie Pflanzen an Land nutzt Phytoplankton Sonnenlicht und CO₂, um durch Photosynthese zu wachsen.
Zooplankton hingegen sind winzige Tiere, die sich hauptsächlich von Phytoplankton ernähren. Es gibt sie in vielen Formen und Größen. Wenn man sie in eine Reihe bringt, könnte man meinen, sie kämen von verschiedenen Planeten.
Bei all dieser Vielfalt hat Zooplankton sehr unterschiedliche Appetite. Je hungriger sie sind, desto schneller fressen sie.Nicht gefressenes Phytoplankton – und Zooplanktonkot – kann in große Tiefen sinken und so den Kohlenstoff jahrhundertelang von der Atmosphäre fernhalten. Einige sinken sogar auf den Meeresboden und verwandeln sich schließlich in fossile Brennstoffe.
Diese Übertragung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre in den Ozean wird als „biologische Pumpe“ bezeichnet. Es hält Hunderte Milliarden Tonnen Kohlenstoff im Ozean und außerhalb der Atmosphäre. Das entspricht etwa 400 ppm CO₂ und einer Abkühlung von 5 °C!
In unserer neuen Forschung wollten wir besser verstehen, wie der Appetit von Zooplankton die biologische Pumpe beeinflusst.Zuerst mussten wir herausfinden, wie sich der Zooplankton-Appetit im Ozean unterscheidet.
Wir haben ein Computermodell verwendet, um den saisonalen Zyklus des Phytoplanktonpopulationswachstums zu simulieren. Dies basiert auf dem Gleichgewicht von Fortpflanzung und Tod. Das Modell simuliert die Reproduktion wirklich gut.
Der Appetit von Zooplankton bestimmt maßgeblich die Sterberate. Aber das Modell ist bei der Simulation von Sterberaten nicht so gut, weil es nicht genügend Informationen über den Zooplankton-Appetit hat.Deshalb haben wir Dutzende verschiedener Appetite getestet und unsere Ergebnisse dann mit realen Daten verglichen.
Um globale Beobachtungen der saisonalen Phytoplanktonzyklen ohne eine Schiffsflotte zu erhalten, verwendeten wir Satellitendaten. Dies ist möglich, obwohl Phytoplankton winzig klein ist, da seine lichteinfangenden Pigmente vom Weltraum aus sichtbar sind.
Wir ließen das Modell an mehr als 30.000 Standorten laufen und stellten fest, dass der Appetit auf Zooplankton enorm variiert. Das bedeutet, dass all diese verschiedenen Arten von Zooplankton nicht gleichmäßig über den Ozean verteilt sind. Sie scheinen sich um ihre Lieblingsbeute zu versammeln.In unserer neuesten Forschung zeigen wir, wie diese Vielfalt die biologische Pumpe beeinflusst.
Wir haben zwei Modelle verglichen, eines mit nur zwei Arten von Zooplankton und eines mit einer unbegrenzten Anzahl an Zooplankton – jedes mit unterschiedlichem Appetit, alle individuell auf ihre einzigartige Umgebung abgestimmt.
Wir haben herausgefunden, dass die Einbeziehung einer realistischen Zooplanktonvielfalt die Stärke der biologischen Pumpe jedes Jahr um eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff verringert. Das ist schlecht für die Menschheit, denn der Großteil des Kohlenstoffs, der nicht in den Ozean gelangt, landet wieder in der Atmosphäre.Nicht der gesamte Kohlenstoff in den Körpern des Phytoplanktons wäre tief genug eingesunken, um von der Atmosphäre ferngehalten zu werden. Aber selbst wenn dies nur bei einem Viertel der Fall wäre, könnte das, einmal in CO₂ umgerechnet, den jährlichen Emissionen der gesamten Luftfahrtindustrie entsprechen.
Viele ozeanische CO₂-Entfernungstechnologien werden die Zusammensetzung und Häufigkeit des Phytoplanktons verändern.
Biologische ozeanbasierte CO₂-Entfernungstechnologien wie die „Ozean-Eisendüngung“ zielen darauf ab, das Phytoplanktonwachstum zu steigern. Es ist ein bisschen wie das Ausbringen von Dünger in Ihrem Garten, aber in einem viel größeren Maßstab – mit einer Flotte von Schiffen, die Eisen über den Ozean säen.Aufstrebende private CO₂-Entfernungsunternehmen benötigen eine Akkreditierung durch zuverlässige CO2-Kompensationsregister. Das bedeutet, dass sie nachweisen müssen, dass ihre Technologie:
Kohlenstoff über Hunderte von Jahren entfernen (Permanenz)
Große Umweltauswirkungen vermeiden (Sicherheit)Seien Sie einer genauen Überwachung (Verifizierung) zugänglich.
Angesichts eines Meeres der Unsicherheit ist es jetzt an der Zeit, dass Ozeanographen die notwendigen Standards festlegen.
Unsere Forschung zeigt, dass CO₂-Entfernungstechnologien, die Phytoplanktongemeinschaften verändern, auch Veränderungen bei der Kohlenstoffspeicherung bewirken könnten, indem sie den Appetit des Zooplanktons verändern. Wir müssen dies besser verstehen, bevor wir genau vorhersagen können, wie gut diese Technologien funktionieren und wie wir sie überwachen müssen.Dies erfordert enorme Anstrengungen, um die Herausforderungen der Beobachtung, Modellierung und Vorhersage der Zooplanktondynamik zu meistern. Aber der Gewinn ist riesig. Ein zuverlässigerer Regulierungsrahmen könnte den Weg für eine moralisch zwingende Billionen-Dollar-Entfernungsindustrie ebnen. (Die Unterhaltung)
RUP
Einige der vielversprechendsten CO₂-Entfernungstechnologien, die in den Vereinigten Staaten, im Vereinigten Königreich und in Australien staatliche Förderung erhalten, zielen darauf ab, das enorme Kohlenstoffspeicherpotenzial des Ozeans zu erhöhen. Dazu gehören die Düngung winziger Pflanzen und die Optimierung der Ozeanchemie.
Ozeanbasierte Ansätze erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, da sie möglicherweise Kohlenstoff für ein Zehntel der Kosten der „Direct Air Capture“ speichern könnten, bei der CO₂ mit energieintensiven Maschinen aus der Luft gesaugt wird.Der marine Kohlenstoffkreislauf ist jedoch viel schwieriger vorherzusagen. Wissenschaftler müssen die vielen komplexen natürlichen Prozesse entschlüsseln, die die Effizienz, Wirksamkeit und Sicherheit der ozeanischen CO₂-Entfernung verändern könnten, bevor sie durchgeführt werden kann.
In unserer neuen Forschung heben wir einen überraschend wichtigen Mechanismus hervor, der zuvor übersehen wurde. Wenn CO₂-Entfernungstechniken den Appetit winziger Tiere am Ende der Nahrungskette verändern, könnte sich die Menge des tatsächlich gespeicherten Kohlenstoffs dramatisch verändern.
Winzige Meereslebewesen namens Plankton spielen eine große Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Ozeane. Diese mikroskopisch kleinen Organismen treiben auf den Meeresströmungen und transportieren den eingefangenen Kohlenstoff durch die Meere.Wie Pflanzen an Land nutzt Phytoplankton Sonnenlicht und CO₂, um durch Photosynthese zu wachsen.
Zooplankton hingegen sind winzige Tiere, die sich hauptsächlich von Phytoplankton ernähren. Es gibt sie in vielen Formen und Größen. Wenn man sie in eine Reihe bringt, könnte man meinen, sie kämen von verschiedenen Planeten.
Bei all dieser Vielfalt hat Zooplankton sehr unterschiedliche Appetite. Je hungriger sie sind, desto schneller fressen sie.Nicht gefressenes Phytoplankton – und Zooplanktonkot – kann in große Tiefen sinken und so den Kohlenstoff jahrhundertelang von der Atmosphäre fernhalten. Einige sinken sogar auf den Meeresboden und verwandeln sich schließlich in fossile Brennstoffe.
Diese Übertragung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre in den Ozean wird als „biologische Pumpe“ bezeichnet. Es hält Hunderte Milliarden Tonnen Kohlenstoff im Ozean und außerhalb der Atmosphäre. Das entspricht etwa 400 ppm CO₂ und einer Abkühlung von 5 °C!
In unserer neuen Forschung wollten wir besser verstehen, wie der Appetit von Zooplankton die biologische Pumpe beeinflusst.Zuerst mussten wir herausfinden, wie sich der Zooplankton-Appetit im Ozean unterscheidet.
Wir haben ein Computermodell verwendet, um den saisonalen Zyklus des Phytoplanktonpopulationswachstums zu simulieren. Dies basiert auf dem Gleichgewicht von Fortpflanzung und Tod. Das Modell simuliert die Reproduktion wirklich gut.
Der Appetit von Zooplankton bestimmt maßgeblich die Sterberate. Aber das Modell ist bei der Simulation von Sterberaten nicht so gut, weil es nicht genügend Informationen über den Zooplankton-Appetit hat.Deshalb haben wir Dutzende verschiedener Appetite getestet und unsere Ergebnisse dann mit realen Daten verglichen.
Um globale Beobachtungen der saisonalen Phytoplanktonzyklen ohne eine Schiffsflotte zu erhalten, verwendeten wir Satellitendaten. Dies ist möglich, obwohl Phytoplankton winzig klein ist, da seine lichteinfangenden Pigmente vom Weltraum aus sichtbar sind.
Wir ließen das Modell an mehr als 30.000 Standorten laufen und stellten fest, dass der Appetit auf Zooplankton enorm variiert. Das bedeutet, dass all diese verschiedenen Arten von Zooplankton nicht gleichmäßig über den Ozean verteilt sind. Sie scheinen sich um ihre Lieblingsbeute zu versammeln.In unserer neuesten Forschung zeigen wir, wie diese Vielfalt die biologische Pumpe beeinflusst.
Wir haben zwei Modelle verglichen, eines mit nur zwei Arten von Zooplankton und eines mit einer unbegrenzten Anzahl an Zooplankton – jedes mit unterschiedlichem Appetit, alle individuell auf ihre einzigartige Umgebung abgestimmt.
Wir haben herausgefunden, dass die Einbeziehung einer realistischen Zooplanktonvielfalt die Stärke der biologischen Pumpe jedes Jahr um eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff verringert. Das ist schlecht für die Menschheit, denn der Großteil des Kohlenstoffs, der nicht in den Ozean gelangt, landet wieder in der Atmosphäre.Nicht der gesamte Kohlenstoff in den Körpern des Phytoplanktons wäre tief genug eingesunken, um von der Atmosphäre ferngehalten zu werden. Aber selbst wenn dies nur bei einem Viertel der Fall wäre, könnte das, einmal in CO₂ umgerechnet, den jährlichen Emissionen der gesamten Luftfahrtindustrie entsprechen.
Viele ozeanische CO₂-Entfernungstechnologien werden die Zusammensetzung und Häufigkeit des Phytoplanktons verändern.
Biologische ozeanbasierte CO₂-Entfernungstechnologien wie die „Ozean-Eisendüngung“ zielen darauf ab, das Phytoplanktonwachstum zu steigern. Es ist ein bisschen wie das Ausbringen von Dünger in Ihrem Garten, aber in einem viel größeren Maßstab – mit einer Flotte von Schiffen, die Eisen über den Ozean säen.Aufstrebende private CO₂-Entfernungsunternehmen benötigen eine Akkreditierung durch zuverlässige CO2-Kompensationsregister. Das bedeutet, dass sie nachweisen müssen, dass ihre Technologie:
Kohlenstoff über Hunderte von Jahren entfernen (Permanenz)
Große Umweltauswirkungen vermeiden (Sicherheit)Seien Sie einer genauen Überwachung (Verifizierung) zugänglich.
Angesichts eines Meeres der Unsicherheit ist es jetzt an der Zeit, dass Ozeanographen die notwendigen Standards festlegen.
Unsere Forschung zeigt, dass CO₂-Entfernungstechnologien, die Phytoplanktongemeinschaften verändern, auch Veränderungen bei der Kohlenstoffspeicherung bewirken könnten, indem sie den Appetit des Zooplanktons verändern. Wir müssen dies besser verstehen, bevor wir genau vorhersagen können, wie gut diese Technologien funktionieren und wie wir sie überwachen müssen.Dies erfordert enorme Anstrengungen, um die Herausforderungen der Beobachtung, Modellierung und Vorhersage der Zooplanktondynamik zu meistern. Aber der Gewinn ist riesig. Ein zuverlässigerer Regulierungsrahmen könnte den Weg für eine moralisch zwingende Billionen-Dollar-Entfernungsindustrie ebnen. (Die Unterhaltung)
RUP
