Tarım arazileri küresel ısınmayla nasıl mücadele edebilir?

UC Davis ve Cornell Üniversitesi’nden bilim insanları, Kaliforniya gibi kuraklığa yatkın bölgelerde bile tarım arazilerine ezilmiş volkanik kaya uygulanmasının toprakta karbon depolayabildiğini keşfetti. Bu “geliştirilmiş kaya ayrışması”, küresel olarak uygulandığı takdirde 75 yıl içinde 215 milyar tona kadar karbondioksit tutabilir. Bu teknolojinin kurak koşullardaki başarısı, dünya yüzeyinin %41’ini kaplayan kurak alanların iklim değişikliği nedeniyle genişleme ihtimaline işaret ediyor.

Saha testleri, kuru iklimlerde bile toprakta depolanan karbonu ortaya koyuyor.

Tarım arazilerine ezilmiş volkanik kayaların eklenmesi, havadaki karbonun giderilmesinde önemli bir rol oynayabilir. Kaliforniya Üniversitesi, Davis ve Cornell Üniversitesi’nden bilim insanları, yapılan bir saha araştırmasında, teknolojinin Kaliforniya’daki aşırı kuraklık sırasında bile toprakta karbon depoladığını buldu. Araştırma dergide yayımlandı Çevresel araştırma iletişimleri.

Yağmur, düşerken havadaki karbondioksiti alır ve volkanik kayalarla reaksiyona girerek karbonu hapseder. Kayaların aşınması olarak adlandırılan bu süreç milyonlarca yıl sürebilir ve küresel ısınmayı dengelemek için çok yavaştır. Ancak kayaları ince toz haline getirerek kayaların aşınma hızı artar. önceki çalışmalar Bu “gelişmiş” kaya ayrışmasının, küresel olarak tarım arazilerine yayılması durumunda önümüzdeki 75 yıl içinde 215 milyar ton karbondioksit depolayabileceği tahmin ediliyor.

Ancak şu ana kadar bu teknoloji kuru iklimlerde sahada test edilmedi.

UC Davis’ten araştırmacılar, tarım arazilerine ezilmiş volkanik kaya eklenmesinin havadaki karbondioksiti giderebileceğini buldu. Bu “gelişmiş” kaya ayrışması kuru iklimlerde bile işe yarar. Kredi bilgileri: Amy Quinton/UC Davis

UC Davis Kara, Hava ve Su Kaynakları Bölümü’nde toprak ve biyojeokimya alanında doktora öğrencisi ve baş yazar Iris Holzer, “Bu reaksiyonlar suya ihtiyaç duyuyor” dedi. “Daha iyi hava koşullarına karşı küresel karbon depolamanın potansiyeliyle ilgilendiğimiz için, bunun daha kuru iklimlerde işe yarayıp yaramayacağını ve farklı ölçüm yöntemlerinin etkili olup olmadığını anlamamız gerekiyor. Bu ortamda karbon giderimini izlemek bizi heyecanlandırdı.”

Kaliforniya kurak alanları: karbon depolamada yeni bir sınır

Araştırmacılar, Sacramento Vadisi’ndeki 5 dönümlük nadas mısır tarlasında hem bazalt hem de olivin kırılmış kaya kullandılar. 2020-2021 kış aylarında ölçüm topladılar. Kaliforniya o dönemde şiddetli bir kuraklıktan muzdaripti ve yağış miktarı tarihsel ortalamasının %41’ine ulaştı.

Çalışma, kırma kaya içermeyen arazilerle karşılaştırıldığında, çalışma sırasında hektar başına (2,47 dönüm) kırılmış kaya içeren arazilerin 0,15 ton karbondioksit depoladığını buldu. Her ne kadar araştırmacılar farklı ortamlarda farklı hava koşullarına maruz kalma oranları beklese de, eğer bu miktardaki karbon Kaliforniya’nın tüm tarım alanlarından uzaklaştırılırsa, bu her yıl 350.000 arabanın yollardan çekilmesine eşdeğer olacaktır.

Bir serpme makinesi ezilmiş bazalt kayasını Central Valley’deki nadasa bırakılmış bir mısır tarlasına boşaltıyor. Kredi bilgileri: Amy Quinton/UC Davis

Çıkarımlar ve gelecek yönelimler

Holzer, “Kısa zaman dilimlerinde hava koşullarının meydana geldiğine dair kanıtları kesinlikle görüyoruz” dedi. “Batıda aldığımız nadir şiddetli yağmurlar bile kayaların aşınmasını artırmak ve karbondioksiti ortadan kaldırmak için yeterli olabilir.”

Holzer, karbon depolamanın daha büyük ölçeklerde ölçülmesi, doğrulanması ve zaman içinde takip edilmesinin bir sonraki zorluk olduğunu söyledi.

Dünya yüzeyinin yüzde 41’i iklim değişikliği nedeniyle genişleyen kurak alanlarla kaplı. Araştırmacılar, bunun kurak alanlardaki gelişmiş kaya ayrışmasını incelemeyi giderek daha önemli hale getirdiğini söyledi.

Baş araştırmacı Benjamin Zee şunları söyledi: Cornell Üniversitesi Tarım ve Yaşam Bilimleri Fakültesi Dekanı Holton, “Küresel karbon eğrisini bükmeye gelince zamana karşı yarışıyoruz” dedi. “Çalışmamız, gelişmiş hava koşulları yoluyla karbondioksit giderimini doğrulamanın yeni bir yolunu gösteriyor ve bu teknolojinin dünya çapındaki tarım arazilerinde yaygınlaştırılması için ileriye doğru kritik bir adımdır.”

Referans: Iris O. Holzer, Malika A. Nocco ve Benjamin Z. Holton, 18 Ekim 2023, “Tarım Arazilerinde Gelişmiş Ayrışma Yoluyla Atmosferdeki Karbondioksitin Giderilmesine İlişkin Doğrudan Kanıt”, Çevresel araştırma iletişimleri.
doi: 10.1088/2515-7620/acfd89

Diğer yazarlar arasında UC Davis Kara, Hava ve Su Kaynakları Departmanından Malaika Nocco yer alıyor.

Çalışma Alanı Yenilik Merkezi’nin bir parçası olan bu araştırma, Kaliforniya Stratejik Büyüme Konseyi, Grantham Vakfı ve Roger Sant ve Doris Matsui tarafından finanse edildi. Bir Standard Industries şirketi olan Aggregates and Mining Company, SGI, Ion, California’daki tesisinden kırılmış bazalt kayası bağışladı.