Bu yazın ilerleyen günlerinde, Maine Körfezi'nde, Cape Cod'un yaklaşık 40 mil kuzeydoğusunda yer alan Wilkinson Havzası üzerinde parlak kırmızı-pembe bir spiral oluşacak. Woods Hole Oşinografi Kurumu'ndan bilim insanları, araştırma gemilerinin arkasına toksik olmayan bir su izleyici boya bırakacak. Bu boya, yarım mil genişliğinde geçici bir bulut oluşturacak ve bu sayede hem geçen teknelerin hem de uyduların dikkatini çekecek kadar parlak olacak.
Bilim insanları, yayılma sırasında boyanın hareketini izleyerek, okyanusların daha fazla karbon emmesi ve iklim kriziyle mücadeleye yardımcı olması için tasarlanıp tasarlanamayacağını test eden, sıkı denetim altında ve federal olarak onaylanmış bir deneyin sonuçlarını takip edecek.
Dünya, Paris Anlaşması'nda belirtilen ve iklim değişikliğinin en şiddetli etkilerinden kaçınmayı amaçlayan 1.5 derece santigratlık küresel ısınma eşiğinin altında kalmaya çalışırken, uzmanlar sera gazı emisyonlarını azaltmanın yeterli olmayacağı konusunda hemfikir. 2023 yılında yayımlanan Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nin son raporu, atmosferden aktif olarak karbon gidermenin acil bir gereklilik olduğunu vurguluyor.
Woods Hole Oşinografi Kurumu'nda deniz kimyası ve jeokimyası alanında doçent olan ve bir hafta sürecek deneyi denetleyecek olan Adam Subhas, "Eğer iklim değişikliğinin en kötü etkilerini azaltma şansına sahip olmak istiyorsak, karbon gidermenin büyük ölçekli emisyon azaltımlarına ek olabilecek bir noktaya ölçeklenmeye başlaması gerekiyor" dedi.
Test, Subhas'ın 2023'ten beri yürütmekte olduğu LOC-NESS projesinin (Kuzeydoğu Shelf ve Eğimde Okyanus Karbonunu Kilitleme) bir parçasıdır. Devam eden araştırma girişimi, okyanus alkaliliğini artırma (OAE) adı verilen bir deniz karbon dioksit giderme yaklaşımının etkinliğini ve çevresel etkilerini değerlendiriyor.
Bu deniz karbon dioksit giderme yöntemi, sera gazlarının neden olduğu asitleri nötralize etme doğal yeteneğini artırmak için okyanusa alkali maddeler eklemeyi içeriyor. Subhas, bu yöntemin karbonu kalıcı olarak kilitleme potansiyeli nedeniyle umut verici olduğunu belirtti.
Subhas, "Okyanus alkaliliğini artırma, emisyon azaltımlarını desteklemeniz gereken ölçekte, yılda gigatonlarca karbon giderme potansiyeline sahip. Alkalilik deniz suyuna karıştığında, karbondioksit ile reaksiyona girerek bikarbonat oluşturur; temelde çözünmüş karbonat soda. Bu bikarbonat, okyanusta karbonun en kararlı formlarından biridir ve on binlerce, hatta yüz binlerce yıl boyunca kilitli kalabilir." dedi.
Ancak iklim değişikliğini hafifletmek için gereken büyüklüğe ulaşması uzun zaman alacaktır.
Amerikan Üniversitesi Sorumlu Karbon Giderme Enstitüsü'nün eş direktörü Wil Burns'e göre, Paris Anlaşması iklim hedefine ulaşmak için 2050 yılına kadar atmosferden yılda 6 ila 10 gigaton karbonun giderilmesi gerekiyor. Burns, "Bu devasa bir görev" diye ekledi.
OAE'yi içeren çoğu deniz karbon dioksit giderme girişimi hala erken aşamalarda.
Kaliforniya Üniversitesi San Diego'daki Scripps Oşinografi Enstitüsü'nden bir okyanus bilimci ve profesör olan Lisa Levin, Haziran ayında Birleşmiş Milletler Okyanus Konferansı'nda derin deniz ekosistemlerindeki madencilik ve karbon dioksit gidermenin potansiyel çevresel riskleri üzerine bir panelde konuşurken, "Bu teknolojilerden herhangi birinin olgunlaşmasından çok uzağız" dedi. "Ciddi, büyük ölçekli deniz karbonu giderme işleminin gerçekleşmesi için bir on yıl hatta daha fazla bir süreye ihtiyacımız olacak." dedi.
Levin, "Bu arada herkes, yapmamız gerekenin emisyonları azaltmak ve atmosferden karbon çekmeye güvenmemek olduğunu kabul ediyor" diye de ekledi.
Deniz Karbon Dioksit Giderme
Şimdiye kadar karbon giderme çabalarının çoğu, ağaç dikmek, toprakları iyileştirmek ve doğrudan havadan karbondioksit yakalayan makineler inşa etmek gibi kara tabanlı stratejilere odaklandı. Araştırmacılar giderek daha fazla okyanusların yardımcı olup olamayacağını araştırıyor.
Burns, "Okyanusların karbondioksit giderme konusunda bir anlamı var çünkü okyanuslar, karasal kaynaklardan 70 kat daha fazla CO2 tutuyor. Ya daha fazlasını tutabilirse?" diye sordu.
Bu soru, sadece bilim insanlarından değil, giderek artan bir ilgi görüyor. Son yıllarda bir dizi özel şirket, okyanuslardan karbon gidermenin çeşitli yöntemlerini pilot olarak denemeye başladı.
Subhas, "Bu çok hızlı ölçeklendirmeyi iten özel sektör" dedi. ABD ve Kanada'da, çeşitli okyanus alkaliliğini artırma tekniklerini pilot olarak denemekte olan en az dört şirket olduğunu belirtti.
Geçen yıl, deniz karbon dioksit giderme üzerine odaklanan Kaliforniya merkezli bir başlangıç şirketi olan Ebb Carbon, okyanus alkaliliğini artırma süreciyle önümüzdeki on yıl içinde 350.000 metrik tona kadar CO2 gidermek için Microsoft ile bir anlaşma imzaladı. Bu süreç, deniz suyunu asidik ve alkali akışlara ayırıyor. Ardından alkali akış denize geri döndürülüyor, burada CO2 ile reaksiyona giriyor ve bikarbonat olarak depolanıyor, böylece okyanusun atmosferden daha fazla karbondioksit emmesini sağlıyor. Buna karşılık Microsoft, şirketten karbon giderme kredileri satın alacak.
San Francisco merkezli Vesta adlı başka bir şirket, Kıyı Karbon Yakalama adı verilen bir yaklaşım kullanıyor. Bu, ince öğütülmüş olivin adı verilen doğal olarak oluşan zeytin yeşili renkli bir minerali kumsallara eklemeyi içeriyor. Oradan, okyanus gelgitleri ve dalgalar onu denize taşıyor. Olivin, geliştirilmiş ayrışma olarak bilinen bir işlemle deniz suyuyla hızla reaksiyona girerek okyanus alkaliliğini artırıyor. Şirket, geçen yıl Kuzey Karolina'daki Duck'ta projelerinden birini pilot olarak denedi ve kendi web sitesine göre, proje emisyonları hesaba katıldıktan sonra yaklaşık 5.000 metrik ton karbondioksitin kıyı karbon yakalama yoluyla giderileceğini tahmin etti.
Ancak AU'dan Burns, bu çabaların risklerden uzak olmadığını söyledi. "Son derece ihtiyatlı bir şekilde ilerlememiz gerekiyor" dedi.
Bazı bilim insanları, nikel ve krom gibi ağır metaller içeren olivini içeren OAE girişimlerinin deniz yaşamına zarar verebileceğinden endişe ediyor. Başka bir endişe, olivinin belirli okyanus alanlarını bulandırabileceği ve ışığın daha derinlere nüfuz etmesini engelleyebileceği. Eğer çok fazla alkali madde konsantre alanlara çok hızlı bir şekilde eklenirse, bazı hayvanların adapte olamayabileceğini belirtti.
Diğer deniz karbon dioksit giderme projeleri OAE dışında başka yöntemler kullanıyor. Bazıları, fotosentez yoluyla karbondioksit emen fitoplankton adı verilen mikroskobik bitkilerin büyümesini teşvik etmek için okyanusa demir eklemeyi içeriyor. Diğerleri ise fotosentez yoluyla karbondioksit emen büyük ölçekli yosun ve deniz yosunu çiftliklerinin yetiştirilmesini içeriyor. Deniz bitkileri daha sonra emdikleri karbonu depolamak için derin okyanusa batırılabilir.
Bilim temelli koruma odaklı bir kar amacı gütmeyen kuruluş olan Ocean Visions'a göre, henüz denenmemiş ancak gelecekte pilot olarak denenebilecek bir teknik, yüzey suyunu ve karbonu derin okyanusa aktaran okyanusun doğal sürecini hızlandırmak için yeni teknolojileri kullanacak. Buna yapay aşağı akıntı deniyor. Ters bir işlemde, yani yapay yukarı akıntıda, derin okyanustan gelen daha soğuk ve besin açısından zengin sular yüzeye pompalanacak ve fitoplankton büyümesini teşvik edecek.
UC San Diego'dan Levin, bu denemelerin etkili karbon gidermeye yol açacağından henüz ikna olmadığını söyledi.
Levin, "Okyanusun bu çözümde hiçbir zaman büyük bir rol oynayacağını düşünmüyorum" dedi. Ancak, "Depolama çözümünün bir parçası olabilir. Şu anda insanlar, endüstriyel faaliyetlerden elde edilen karbondioksiti okyanusa enjekte edip bazalt içine enjekte etmeyi düşünüyorlar" diye ekledi.
Levin, doğal okyanus süreçlerini değiştirmenin sonuçları hakkında henüz yeterince bilgi sahibi olmamamızdan da endişe duyduğunu belirtti.
Levin, "Ne olacağını gerçekten anlamak için gereken saha denemelerinin sayısı ve tam ölçekli bir operasyonun çevresel riskini gerçekten anlayıp anlayamayacağımız konusunda endişeliyim" dedi.
Deney
Başlamış olan çoğu deniz karbon dioksit giderme projesi, Subhas'ın yaklaşık 50 ton CO2 gidereceğini tahmin ettiği LOC-NESS deneyinden önemli ölçüde daha büyük ölçekte.
Ancak Subhas, bu projenin amacının boyut veya ölçek açısından rekabet etmek olmadığını vurguladı. Amacının, bu sektörün geleceğine rehberlik etmeye ve bilgilendirmeye yardımcı olacak ve deniz ortamında olumsuz sonuçları olmadığından emin olacak bağımsız akademik araştırmalar sağlamak olduğunu söyledi.
Ticari kuruluşların, güvenlik ve etkinlik için yeterli testler yapmadan büyüyen gönüllü karbon pazarından yararlanmak için büyük ölçekli OAE girişimlerini takip edebileceği yönünde bazı endişeler olduğunu belirtti. Bu girişimlerin aksine, LOC-NESS'ten elde edilecek bir kar yok. Subhas, karbon kredisi satılmayacağını söyledi.
Proje, Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi ve fon sağlayıcıları ile bilim insanlarını bir araya getirerek deniz karbon dioksit giderme araştırmalarını ve teknolojilerini destekleyen bir kar amacı gütmeyen kuruluş olan Carbon to Sea Initiative dahil olmak üzere bir dizi devlet ve hayırsever kaynağı tarafından finanse ediliyor.
Subhas, "Özel sektör tarafından okyanusta gerçekleşmekte ve ölçeklenmekte olan bu faaliyetleri değerlendirmek için bilim camiasının şeffaf, güvenilir ve titiz bilim sunmasının gerekli olduğunu gerçekten hissediyoruz" dedi.
Wilkinson Havzası'ndaki LOC-NESS saha denemesi, ABD sularında gemiden yürütülen ilk "akademik tek" OAE deneyi olacak. Ayrıca Deniz Koruma, Araştırma ve Kutsal Alanlar Yasası kapsamında Çevre Koruma Ajansı'ndan izin alan türünün ilk örneği olacak.
Carbon to Sea Initiative'den Antonius Gagern, "OAE için bu araştırmanın sağladığı öğrenme fırsatına yaklaşan geçmişte veya planlanmış hiçbir araştırma yok," diyerek açık deniz deneyine atıfta bulundu.
İzin, Nisan ayında EPA ile diğer federal kurumlar arasındaki bir yıllık istişarelerin ardından verildi.
Projenin kamuoyu yorum dönemleri sırasında, yorumcular deniz yaşamı üzerindeki potansiyel etkiler hakkında endişelerini dile getirdiler; buna kritik derecede tehlike altındaki Kuzey Atlantik balinaları, onların yediği küçük kabuklular olan kopepodlar ve ticari olarak önemli hamsi ve uskumru balıkçılığı için larva dahildi. Bazı bu yorumlara yazılı bir yanıtta, EPA küçük ölçekli projenin "bilimsel titizlik gösterdiğini" ve "insan sağlığı, deniz ortamı veya okyanusun diğer kullanımları üzerinde önemli bir etki beklenmediğini" belirtti.
Subhas ve Woods Hole'dan kimyagerler, biyologlar, mühendisler ve fizikçilerden oluşan disiplinlerarası ekibi, bu deneyi planlamak ve bu yaz Maine Körfezi'ndeki açık su testinin sonuçlarını güvenli bir şekilde yürütüp etkili bir şekilde izleyebildiklerinden emin olmak için Cape Cod'daki laboratuvarlarında bir dizi deneme yapmak için son birkaç yılını harcadı.
Özellikle sodyum hidroksitin - lye veya kostik soda olarak da bilinen bir alkali madde - deniz mikropları, fitoplankton ve bölgedeki birçok deniz türü için önemli bir besin kaynağı olan kopepodlar üzerindeki etkilerini test ettiler. Subhas, "Sodyum hidroksiti seçtik çünkü inanılmaz derecede saf" dedi. ABD'de içme suyundaki asitliği azaltmak için yaygın olarak kullanılıyor.
Subhas'a göre okyanus asitlenmesine de karşı koyuyor. "Okyanus için Tums gibi" dedi.
Okyanus asitlenmesi, okyanusun fazla karbondioksiti emmesiyle meydana gelir ve pH'ının düşmesine neden olur. Bu, mercanların, krilin ve istiridye ve istiridyeler gibi kabuklu deniz ürünlerinin sert kalsiyum karbonat kabuklarını veya iskeletlerini geliştirmelerini zorlaştırır.
Bu ay ekip, LOC-NESS operasyonuna katılan iki araştırma gemisinden birinin arkasından Wilkinson Havzası'nın belirlenmiş bir bölgesine 50 ton sodyum hidroksit salmayı planlıyor.
Subhas'a göre havza ideal bir test alanıdır, çünkü bu mevsimde fitoplankton, zooplankton, ticari balık larvası ve bazı balinalar dahil olmak üzere nesli tehlike altındaki türlerin varlığı azdır. Yine de, önleyici bir tedbir olarak, Woods Hole deniz türlerini izlemek ve tespit edilmeleri durumunda potansiyel zararı azaltmak için bir korunan tür gözlemcisini görevlendirdi. Bu kişi, ekibin sodyum hidroksiti okyanusa salması sırasında da gemide bulunacak.
Alkali madde, rhodamine adlı toksik olmayan floresan kırmızı su izleyici boya ile birlikte, dört ila 12 saat boyunca araştırma gemilerinden birinin arkasından dağıtılacak. Boya, salındıktan sonra sodyum hidroksitin konumunu ve yayılmasını izlemeye yardımcı olacak ve geminin uyanışı, çözeltinin deniz suyuyla karışmasına yardımcı olacak.
Yaklaşık bir saat sonra, Subhas'ın dediğine göre, "pembeleşmiş" bir su yaması oluşturacak ve bu uydu tarafından tespit edilebilecek. "Uzaydan resimler çekeceğiz ve bu yamada zamanla nasıl geliştiğini, inceldiğini, uzadığını ve dağıldığını izleyeceğiz."
Bundan sonraki bir hafta boyunca gemilerdeki bilim insanları, gece gündüz veri toplamak için vardiyalı çalışacaklar. Drone konuşlandıracaklar ve araştırma gemisinden alınan 20'den fazla örnek türünü analiz ederek çevredeki suların ve deniz yaşamının deneye nasıl tepki verdiğini izleyecekler. Okyanus kimyasındaki, besin seviyelerindeki, plankton popülasyonlarındaki ve su berraklığındaki değişiklikleri takip ederken, aynı zamanda asitliği ve çözünmüş CO2'yi ölçecekler.
Mart ayında ekip, New Jersey'deki bir askeri üste açık hava test tesisinde büyük ölçekli bir kuru deneme yaptı. Subhas'a göre deneme, yüzey deniz suyuna alkaliliğin güvenli ve etkili bir şekilde dağıtılma yeteneklerini gösterdi.
"Bir sonraki adım, deniz suyundan - atmosferden deniz suyuna - karbon alımını ölçebilmek" dedi. Bu daha yavaş bir süreç. Karbon alımı ve çevresel etkiler hakkında ilk sonuçları gelecek yılın başlarında almayı beklediğini söyledi.
