Ученые предлагают улавливать CO₂, "озеленяя" засушливые земли

Снижение уровня CO₂ в атмосфере требует не только сокращения выбросов, но и улавливания уже накопленного углерода. В статье-мнении, опубликованной 21 сентября в журнале Trends in Plant Science, группа ученых утверждает, что засушливые земли, такие как пустыни, могут стать частью решения проблемы.

Авторы предлагают преобразовать засушливые экосистемы в эффективные системы улавливания углерода. Для этого можно с помощью инженерии создать идеальные комбинации растений, почвенных микробов и типа почвы. Цель — усилить естественный биогеохимический процесс, известный как оксалатно-карбонатный путь, для создания подземных хранилищ углерода.

«Предпочтительным подходом должно быть повторное озеленение пустынь путем восстановления функций экосистем, включая секвестрацию углерода», — пишет команда под руководством старшего автора, ученого-растениевода Хериберта Хирта из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы. Преимущество восстановления засушливых регионов в том, что они не конкурируют с землями, используемыми в сельском хозяйстве.

Метод использует растения, адаптированные к засухе и производящие оксалаты. Некоторые почвенные микробы используют оксалаты как единственный источник углерода, выделяя в почву карбонатные молекулы. Карбонат обычно быстро разлагается, но если эти системы растений и микробов выращивать в щелочных и богатых кальцием почвах, карбонат реагирует с кальцием, образуя стабильные отложения карбоната кальция.

Даже если сократить выбросы CO₂, климатические эффекты от его повышенной концентрации останутся необратимыми как минимум на 1000 лет, если не удалить CO₂ из атмосферы. Деревья считаются идеальной системой для улавливания углерода, но лесовосстановление конкурирует с сельским хозяйством за пахотные земли. В отличие от них, засушливые земли, составляющие около трети суши, в сельском хозяйстве не используются.

В настоящее время в засушливых экосистемах очень мало растительности, а главным ограничивающим фактором является нехватка воды. Однако некоторые растения адаптировались к жизни в аридных условиях. Среди них — так называемые «оксалогенные» растения, которые производят большое количество оксалатов, способных превращаться в воду во время засухи. Часть углерода из этих оксалатов откладывается под землей в виде карбонатов при определенных условиях.

«В целом, при такой форме секвестрации углерода примерно один из каждых 16 фотосинтетически фиксированных атомов углерода может быть захоронен в карбонатах», — пишут авторы.

Усиление этого естественного процесса в засушливых землях может превратить эти малопродуктивные экосистемы в поглотители углерода. Авторы предлагают начать с создания «островков плодородия» — небольших оазисов восстановленной среды, откуда растения и микробы смогут распространяться.

По оценкам авторов, эти подходы могут привести к значительному увеличению секвестрации углерода как растениями, так и почвой менее чем за десять лет. Однако успех и скорость метода будут зависеть от скорости роста растений (которая в условиях нехватки воды обычно низкая), а также от «финансовых и политических возможностей для применения этой технологии в различных засушливых странах».