Verwering van rotsen zoals deze basaltformaties in Idaho triggert chemische processen die kooldioxide uit de lucht verwijderen. Matthew Dillon / Flickr, CC BY

Waarom is het klimaat op aarde gedurende de geologische tijd zo stabiel gebleven? Het antwoord kan je misschien rocken.

Gesteenten, met name de soorten die door vulkanische activiteit zijn ontstaan, spelen een cruciale rol bij het stabiel houden van het klimaat op de aarde op de lange termijn en bij het cycleren van kooldioxide tussen land, oceanen en de atmosfeer.

Wetenschappers weten decennia die rotsverwering - de chemische afbraak van mineralen in bergen en bodems - verwijdert kooldioxide uit de atmosfeer en zet het om in stabiele mineralen op het planeetoppervlak en in oceaansedimenten. Maar omdat dit proces miljoenen jaren duurt, is het te zwak om de moderne opwarming van de aarde door menselijke activiteiten te compenseren.

Zure regenschade aan gebouwen en monumenten, zoals dit zandstenen beeld in Dresden, Duitsland, is een vorm van chemische verwering. Slick / Wikipedia

Nu echter opkomende wetenschap - ook bij het California Collaborative for Climate Change Solutions '(C4) Innovatiecentrum Working Lands - laat zien dat het mogelijk is om de verweringssnelheid van rotsen te versnellen. Verbeterde rotsverwering kan zowel de opwarming van de aarde vertragen als de bodemgezondheid verbeteren, waardoor gewassen efficiënter kunnen worden verbouwd en de voedselzekerheid kan worden versterkt.

Rock chemie

Veel processen weer rotsen op het aardoppervlak, beïnvloed door chemie, biologie, klimaat en platentektoniek. De dominante vorm van chemische verwering treedt op wanneer kooldioxide zich combineert met water in de bodem en de oceaan om koolzuur te maken.

Ongeveer 95% van de aardkorst en mantel - de dikke laag tussen de aardkorst en zijn kern - is gemaakt van silicaatmineralen, dat zijn verbindingen van silicium en zuurstof. Silicaten zijn het belangrijkste ingrediënt in de meeste stollingsgesteenten, die ontstaan ​​wanneer vulkanisch materiaal afkoelt en verhardt. Dergelijke rotsen vormen ongeveer 15% van de aarde landoppervlak.

Wanneer koolzuur in contact komt met bepaalde silicaatmineralen, veroorzaakt het een chemisch proces dat bekend staat als de Urey reactie. Deze reactie trekt gasvormig kooldioxide uit de atmosfeer en combineert het met water en calcium- of magnesiumsilicaten, waarbij twee bicarbonaationen worden geproduceerd. Als de kooldioxide eenmaal is opgesloten in deze bodemcarbonaten, of uiteindelijk in de oceaan is weggespoeld, verwarmt het niet langer het klimaat.

Wanneer koolzuur calcium- en magnesiumsilicaatmineralen oplost, worden ze afgebroken tot opgeloste verbindingen, waarvan sommige koolstof bevatten. Deze materialen kunnen naar de oceaan stromen, waar mariene organismen ze gebruiken om schelpen te bouwen. Later worden de schelpen begraven in oceaansedimenten. Door vulkanische activiteit komt wat koolstof terug in de atmosfeer, maar veel daarvan blijft miljoenen jaren in de rotsen begraven. Gretashum / Wikipedia, CC BY-SA

De Urey-reactie verloopt sneller wanneer silicaatrijke bergen zoals de Himalaya vers materiaal aan de atmosfeer blootstellen - bijvoorbeeld na een aardverschuiving - of wanneer het klimaat warmer en vochtiger wordt. Recent onderzoek toont aan dat mensen het proces aanzienlijk kunnen versnellen om de moderne opwarming van de aarde te helpen bestrijden.

Versnelde verwering

De grootste limiet op verwering is de hoeveelheid silicaatmineralen die op een bepaald moment wordt blootgesteld. Het vermalen van vulkanische silicaatrotsen tot een fijn poeder vergroot het oppervlak dat beschikbaar is voor reacties. Verder stelt het toevoegen van dit steenstof aan de grond het bloot aan plantenwortels en bodemmicroben. Zowel wortels als microben produceren koolstofdioxide omdat ze organisch materiaal in de bodem afbreken. Dit verhoogt op zijn beurt de koolzuurconcentraties die de weersomstandigheden versnellen.

Een recente studie door Britse en Amerikaanse wetenschappers suggereert dat het toevoegen van fijngemalen silicaatgesteente, zoals basalt, aan alle akkergrond in China, India, de VS en Brazilië verwering zou kunnen veroorzaken die zou verdwijnen meer dan 2 miljard ton kooldioxide uit de atmosfeer elk jaar. Ter vergelijking: de VS zonden uit ongeveer 5.3 miljard ton koolstofdioxide in 2018.

Landbouw met rotsen

Een overtuigend aspect van verbeterde verwering is dat, in gecontroleerde omgevingsstudies met basaltaanpassingen van de bodem, de graanopbrengst wordt verbeterd door ongeveer 20%.

Als basalt verweert, verhoogt het essentiële voedingsstoffen voor planten die de productie kunnen stimuleren en de oogsten kunnen verhogen. Minerale voedingsstoffen zoals calcium, kalium en magnesium zorgen voor gezondere bodems. Boeren zijn geweest eeuwenlang bodemverbetering met gesteentemineralen, dus het concept is niets nieuws.

Kalk verspreiden op een veld in Devon, Engeland om de bodemkwaliteit te verbeteren. Mark Robinson / Wikipedia, CC BY

Op de Innovatiecentrum Working Landsvoeren we misschien wel het grootste demonstratie-experiment met verbeterde verwering uit op echte boerderijen ter wereld. We werken samen met boeren, veeboeren, de overheid, de mijnbouw en indianenstammen in Californië op ongeveer 50 hectare grondproeven met akkerland. We testen de effecten van steenstof en compostaanpassingen op de uitstoot van broeikasgassen uit de bodem, koolstofafvang, gewasopbrengsten en plant- en microbiële gezondheid.

Onze eerste resultaten suggereren dat het toevoegen van basalt en wollastoniet, een calciumsilicaatmineraal, verhoogde de maïsopbrengst met 12% in het eerste jaar. Werken met Het handelsprogramma voor broeikasgasemissies in Californië en de diverse landbouwbelangen van onze staat, hopen we een pad te vinden dat financiële prikkels zou bieden aan boeren en veeboeren die verbeterde rotsverwering op hun land mogelijk maken. We streven ernaar een protocol op te stellen voor boeren en veeboeren om geld te verdienen met de koolstof die ze in de bodem verbouwen en om bedrijven en de industrie te helpen hun doelstellingen voor koolstofneutraliteit te bereiken.

Waarom negatieve emissies ertoe doen

Onder de 2015 Parijs klimaatovereenkomsthebben landen beloofd de opwarming van de aarde te beperken tot minder dan 2 graden Celsius boven het pre-industriële niveau. Dit vereist een enorme vermindering van de uitstoot van broeikasgassen.

Kooldioxide uit de lucht halen - ook bekend als negatieve emissies - is ook nodig om de ergste gevolgen van klimaatverandering te voorkomen, omdat kooldioxide in de atmosfeer een gemiddelde levensduur van meer dan 100 jaar. Elke koolstofdioxidemolecule die vrijkomt in de atmosfeer door verbranding van fossiele brandstoffen of landopruiming, zal daar vele decennia blijven om warmte vast te houden en het aardoppervlak te verwarmen.

{besloten Y=4IUQn9uL6W0} In een nog snellere versie van verbeterde verwering pompen wetenschappers superkritisch kooldioxide ondergronds in basaltformaties, waar het reageert met mineralen om nieuw vast gesteente te vormen.

Naties hebben een portfolio met oplossingen nodig om te creëren negatieve emissies. Verbeterde verwering staat klaar voor snelle schaalvergroting, gebruikmakend van reeds aanwezige landbouwmachines, wereldwijde mijnbouwactiviteiten en toeleveringsketens die momenteel wereldwijd meststoffen en zaden leveren. Door bodemerosie en voedselzekerheid samen met klimaatverandering aan te pakken, geloof ik dat rotsverwering mensen kan helpen ontsnappen aan de moeilijke plek waarin we ons vandaag bevinden.

Over de auteur

Benjamin Z. Houlton, hoogleraar Global Environmental Studies, Chancellor's Fellow en directeur, John Muir Institute of the Environment, University of California, Davis

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Nu de gevolgen van klimaatverandering al voor ons zijn, is de noodzaak om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om eraan te voldoen, bestaan ​​tegenwoordig. Een klein aantal goed ontworpen en geïmplementeerde energiebeleidslijnen kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben een duidelijke, alomvattende bron nodig die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed vormgegeven kan worden. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.