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Sumidero de carbono y almacenamiento de carbono

Sumidero de carbono y almacenamiento de carbono


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Los artículos suelen indicar ejemplos de sumideros de carbono como plantas, suelos y océanos (p. Ej., Enlace). Tengo entendido que los sumideros de carbono deben absorber carbono directamente de la atmósfera. Por lo tanto, otros organismos como los herbívoros y los carnívoros no se consideran sumideros de carbono (entiendo su papel como fuentes de carbono) aunque almacenan mucho carbono. ¿Es esta interpretación verdadera?

Si es así, ¿cuál es el mecanismo principal por el que los suelos (independientemente de las plantas) absorben directamente el carbono de la atmósfera? Parece que la mayoría de los artículos simplemente dicen que los suelos contienen mucho carbono de materia orgánica vegetal, que es un depósito de carbono en lugar de un sumidero de carbono.


Según Wikipedia:

Un sumidero de carbono es un depósito natural o artificial que acumula y almacena algún compuesto químico que contiene carbono durante un período indefinido.

El punto clave aquí es la parte del "período indefinido". Por ejemplo, aunque mi cuerpo almacena algunos kg de carbono, no puedo calificar como sumidero de carbono porque es probable que la mayor parte se libere nuevamente en algunas décadas.

Por otro lado, los suelos almacenan grandes cantidades de carbono y, a medida que los suelos continúan desarrollándose, esa cantidad tiende a crecer, lo que los convierte en un sumidero de carbono eficaz. El mecanismo consiste principalmente en acumular materia orgánica, como dices, pero mientras la cantidad de esa materia orgánica siga creciendo, el suelo funciona como sumidero de carbono.


Los suelos o las plantas absorberán más CO2 a medida que aumenten los niveles de carbono, pero no ambos, según un estudio de Stanford

Los resultados contradicen una suposición ampliamente aceptada en los modelos climáticos de que la biomasa y el carbono del suelo aumentarán a la par en las próximas décadas y destacan la importancia de los pastizales para ayudar a reducir el carbono.

El dióxido de carbono en la atmósfera estimula el crecimiento de las plantas. A medida que aumentan los niveles de carbono, es atractivo pensar en un crecimiento de plantas sobrealimentado y campañas masivas de plantación de árboles que reducen el CO2 producido por la quema de combustibles fósiles, la agricultura y otras actividades humanas.

La investigación de Stanford encuentra que cuando los niveles elevados de dióxido de carbono impulsan un mayor crecimiento de las plantas, se cobra un precio sorprendentemente alto en otro gran sumidero de carbono: el suelo. (Crédito de la imagen: iStock)

Nueva investigación publicada el 24 de marzo en Naturaleza, sin embargo, sugiere que cuando los niveles elevados de dióxido de carbono impulsan un mayor crecimiento de las plantas, se cobra un precio sorprendentemente alto en otro gran sumidero de carbono: el suelo.

Una explicación probable, dicen los autores, es que las plantas extraen eficazmente el suelo en busca de nutrientes que necesitan para mantenerse al día con el crecimiento impulsado por el carbono. Extraer los nutrientes adicionales requiere acelerar la actividad microbiana, que luego libera CO2 a la atmósfera que de otro modo podría permanecer encerrada en el suelo.

Los hallazgos contradicen una suposición ampliamente aceptada de que la biomasa y el carbono del suelo aumentarán en conjunto a medida que más biomasa vegetal caiga al suelo y se convierta en materia orgánica. Mediante el análisis de datos de 108 experimentos publicados anteriormente sobre los niveles de carbono del suelo, el crecimiento de las plantas y las altas concentraciones de CO2 en el aire, los autores se sorprendieron al encontrar lo contrario.

"Cuando las plantas aumentan la biomasa, generalmente hay una disminución en el almacenamiento de carbono del suelo", dijo el autor principal César Terrer, miembro del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore que trabajó en la investigación como becario postdoctoral en la Universidad de Stanford.

Terrer y sus colegas encontraron que los suelos solo acumulaban más carbono en experimentos donde el crecimiento de las plantas se mantuvo bastante estable a pesar de los altos niveles de carbono en la atmósfera. "Resultó mucho más difícil de lo esperado aumentar tanto el crecimiento de las plantas como el carbono del suelo", dijo el autor principal del estudio Rob Jackson, profesor de ciencia del sistema terrestre en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford (Stanford Earth).

Las proyecciones climáticas ampliamente utilizadas hoy en día no tienen en cuenta esta compensación, dijo Jackson. Como resultado, es probable que sobrestimen el potencial de la tierra para extraer dióxido de carbono de la atmósfera terrestre.

Las plantas y los suelos juntos absorben actualmente un 30 por ciento estimado del CO2 emitidos por las actividades humanas cada año. Predecir cómo cambiará la porción subterránea de este sumidero de carbono en las próximas décadas es especialmente importante porque el carbono absorbido por el suelo tiende a permanecer allí durante mucho tiempo. “Cuando una planta muere, parte del carbono que se acumuló en su biomasa puede regresar a la atmósfera. En los suelos, el carbono se puede almacenar durante siglos o milenios ”, explicó Terrer.

El trabajo se basa en la investigación que Terrer, Jackson y sus colegas publicaron en 2019 estimando que una duplicación del CO atmosférico2 a partir de los niveles preindustriales, como se esperaba para fines de este siglo, aumentará la biomasa de las plantas solo en aproximadamente un 12 por ciento. En otras palabras, es probable que las plantas desempeñen un papel mucho menos importante en la reducción de carbono de lo que se predijo anteriormente.

Ahora, al examinar cómo funciona el almacenamiento de carbono en plantas y suelos juntos, los científicos han descubierto que las expectativas para otra pieza del rompecabezas climático también deben revisarse. “Los suelos almacenan más carbono en todo el mundo del que contiene toda la biomasa vegetal. Necesitan mucha más atención a medida que proyectamos el destino de los bosques y pastizales a la atmósfera cambiante ”, dijo Jackson, quien también es investigador principal del Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente.

La investigación sugiere que los pastizales pueden absorber cantidades inesperadamente grandes de carbono en las próximas décadas. En un escenario donde el CO atmosférico2 Duplica los niveles preindustriales. Los investigadores estiman que la absorción de carbono en los suelos de los pastizales aumentará en un 8 por ciento, mientras que la absorción de carbono por los suelos forestales se mantendrá prácticamente plana. Eso es a pesar de CO2 El enriquecimiento da un mayor impulso a la biomasa en los bosques (23 por ciento) que en los pastizales (9 por ciento), en parte porque los árboles asignan bajo tierra una porción relativamente pequeña del carbono que absorben.

“Desde el punto de vista de la biodiversidad, sería un error plantar árboles en ecosistemas de pastizales y sabanas naturales”, dijo Terrer. "Nuestros resultados sugieren que estos ecosistemas herbáceos con muy pocos árboles también son importantes para almacenar carbono en el suelo".

Rob Jackson es el profesor adjunto Michelle y Kevin Douglas en Stanford Earth. Los coautores están afiliados a la Universidad de Indiana, Bloomington Northern Arizona University Oak Ridge National Lab University of Exeter University of California, Berkeley Lawrence Berkeley National Lab ETH Zurich Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL University of Minnesota, St. Paul Western Sydney University Universidad de Cambridge Universidad de Oxford Universidad Estatal de Washington Instituto de Tecnología de California Universidad de California, Los Ángeles y Universidad de Amberes.

La investigación fue apoyada por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el Departamento de Energía de EE. UU., El Instituto de Tecnología de California y la NASA.

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Sumidero de carbono y almacenamiento de carbono - Biología

Para evitar los efectos más peligrosos del cambio climático, el Acuerdo de París recomienda limitar el calentamiento global a menos de 2 ° C por encima de los niveles preindustriales. Lograr eso probablemente implicará eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. Pero estrategias como capturar y almacenar las emisiones de carbono de las plantas de energía que queman biocombustibles, o plantar nuevos bosques para absorber carbono, pueden crear sus propios problemas. Si se usan en una escala lo suficientemente grande para ser eficaz, requerirían demasiada tierra, agua o energía, o serían demasiado costosos.

Sin embargo, secuestrar carbono en el suelo es una forma relativamente natural de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera con menos impactos en la tierra y el agua, menos necesidad de energía y menores costos. Una mejor gestión de la tierra y prácticas agrícolas podrían mejorar la capacidad de los suelos para almacenar carbono y ayudar a combatir el calentamiento global.

Los suelos de la Tierra contienen alrededor de 2500 gigatoneladas de carbono, que es más de tres veces la cantidad de carbono en la atmósfera y cuatro veces la cantidad almacenada en todas las plantas y animales vivos.

“Pensar en formas de aumentar el almacenamiento de carbono en el suelo es un arma realmente importante en el arsenal [contra el cambio climático]”, dijo Ben Taylor, ecologista de ecosistemas y Ph.D. candidato en el Departamento de Ecología, Evolución y Biología Ambiental de la Universidad de Columbia. “El carbono en los suelos es mayor que todo el carbono en nuestra biomasa y la atmósfera combinadas, por lo que incluso pequeños cambios en esa reserva van a tener efectos realmente importantes para nosotros. Si podemos descubrir cómo gestionar el tamaño de la reserva de carbono del suelo, podría ser realmente eficaz ".

Turberas en la tundra. Foto: Ben Gaglioti

Actualmente, los suelos eliminan aproximadamente el 25 por ciento de las emisiones de combustibles fósiles del mundo cada año. La mayor parte del carbono del suelo se almacena como permafrost y turba en las áreas árticas y en regiones húmedas como los ecosistemas boreales del norte de Eurasia y América del Norte. Los suelos en áreas cálidas o secas almacenan menos carbono.

Los suelos están perdiendo carbono

La cantidad de carbono que pueden absorber los suelos y por cuánto tiempo pueden almacenarlo varía según la ubicación y está determinado efectivamente por la forma en que se maneja la tierra. Debido a que casi la mitad de la tierra que puede sustentar la vida vegetal en la Tierra se ha convertido en tierras de cultivo, pastos y pastizales, los suelos en realidad han perdido del 50 al 70 por ciento del carbono que alguna vez tuvieron. Esto ha contribuido con aproximadamente una cuarta parte de todas las emisiones globales de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre que están calentando el planeta.

Las prácticas agrícolas que alteran el suelo, como la labranza, la siembra de monocultivos, la eliminación de residuos de cultivos, el uso excesivo de fertilizantes y pesticidas y el pastoreo excesivo, exponen el carbono del suelo al oxígeno, lo que permite que se queme en la atmósfera. La deforestación, el deshielo del permafrost y el drenaje de las turberas también hacen que los suelos liberen carbono.

Cómo el suelo almacena carbono

A través de la fotosíntesis, las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera. Usan agua y luz solar para convertir el carbono en hojas, tallos, semillas y raíces. A medida que las plantas respiran, devuelven algo de dióxido de carbono a la atmósfera y exudan algo de carbono como una sustancia azucarada a través de sus raíces. Esta secreción alimenta a los microbios (bacterias, hongos, protozoos y nematodos) que viven bajo tierra. Cuando las plantas mueren, los microbios del suelo descomponen sus compuestos de carbono y los utilizan para el metabolismo y el crecimiento, respirando algo de regreso a la atmósfera.

Debido a que la descomposición microbiana libera dióxido de carbono, el suelo puede almacenar más carbono cuando está protegido de la actividad microbiana. Una forma clave de que sucede es a través de la formación de agregados del suelo. Esto ocurre cuando pequeñas partículas de suelo se agrupan, albergando partículas de carbono en su interior. Los hongos micorrízicos, que producen compuestos pegajosos que facilitan la agregación del suelo, pueden transferir un 15 por ciento más de carbono al suelo que otros microbios. Los suelos con alto contenido de arcilla también pueden formar enlaces químicos que protegen al carbono de los microbios. Estos agregados dan al suelo su estructura, que es esencial para el crecimiento saludable de las plantas.

Parte del carbono, compuesto principalmente por residuos de plantas y el carbono exudado por las raíces de las plantas, permanece en el suelo solo durante unos pocos días o algunos años. Los microbios pueden digerir fácilmente esta "reserva rápida" de carbono, por lo que emite una gran cantidad de dióxido de carbono. El "depósito lento", donde el carbono puede permanecer durante años o décadas, está compuesto de material vegetal procesado, residuos microbianos del depósito rápido y moléculas de carbono que están protegidas de los microbios. Un tercer "estanque estable", compuesto de humus (material orgánico descompuesto) y carbono del suelo que está bien protegido de los microbios, se encuentra por debajo de un metro de profundidad y puede retener carbono durante siglos o milenios.

Los suelos pueden secuestrar más carbono

Un estudio de 2017 estimó que con una mejor gestión, las tierras de cultivo globales tienen el potencial de almacenar 1,85 gigatoneladas de carbono adicionales cada año, tanto como el sector del transporte global emite anualmente. Además, algunos científicos creen que los suelos podrían seguir secuestrando carbono durante 20 a 40 años antes de que se saturen.

La mayoría de los cultivos son anuales, por lo que, después de la cosecha, los campos suelen quedar desnudos. Dejar residuos de cultivos en el suelo o plantar cultivos de cobertura que no se van a cosechar, como el trébol y las legumbres, puede compensar las pérdidas de carbono de la labranza al poner más carbono en el suelo.

Cultivos de cobertura en un huerto de California. Foto: USDA

La rotación de cultivos y el uso de cultivos diversos, especialmente aquellos con raíces más profundas, como las plantas perennes, agregan una biomasa más variada al suelo (algunas de las cuales pueden ser más resistentes a la descomposición) y, por lo tanto, más carbono.

Cuando se minimiza la labranza, el carbono del suelo no está expuesto al oxígeno y los agregados del suelo permanecen intactos, protegiendo su carbono.

El pastoreo rotacional ayuda a mantener el carbono en el suelo al mover los rebaños a nuevos pastos después del pastoreo, lo que permite que los viejos vuelvan a crecer. Además, el carbono en forma de estiércol se esparce.

El estiércol y el abono aumentan la productividad del suelo y la formación de carbono estable que puede permanecer en el suelo durante décadas. El Marin Carbon Project descubrió que una sola aplicación de compost aumentaba continuamente el contenido de carbono del suelo, a un ritmo comparable a la eliminación de 1,5 toneladas métricas de carbono de la atmósfera cada año.

“Al restaurar el suelo con fuentes naturales de compuestos orgánicos que apoyan a los microbios beneficiosos que mejoran el crecimiento de las plantas, las plantas florecerán y extraerán el carbono de la atmósfera”, O. Roger Anderson, biólogo del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty del Earth Institute, explicado por correo electrónico. "Teóricamente, las plantas crecerán a un ritmo más robusto, reduciendo el CO2 más rápidamente que las emisiones relativamente más bajas de CO2 que produce el metabolismo de los microbios en un ecosistema de suelo saludable".

¿Cómo afectará el cambio climático a los suelos?

Dado que la temperatura y la precipitación afectan la distribución de materia orgánica y la cantidad de carbono en los suelos, ¿cómo alterará el cambio climático estos depósitos de carbono?

Una nueva investigación sugiere que a medida que continúe el calentamiento global, los suelos liberarán más carbono de lo que se pensaba anteriormente. Estudios anteriores que calentaron suelos de 5 a 20 cm de profundidad encontraron que el suelo liberaría entre un 9 y un 12 por ciento más de dióxido de carbono de lo normal. Pero los niveles más profundos del suelo contienen más del 50 por ciento del carbono global del suelo y, después de calentar los suelos a 100 cm de profundidad, los científicos descubrieron que un calentamiento de 4 ° C podría provocar que los suelos liberen hasta un 37 por ciento más de dióxido de carbono de lo normal.

Dado que las cantidades crecientes de CO2 en la atmósfera estimulan el crecimiento de las plantas y la secreción de exudados de las raíces, los estudios indican que habrá más carbono para los microbios en la reserva rápida. Esto impulsará la descomposición microbiana y la respiración de CO2. Las secreciones de raíces agregadas también podrían "preparar" a la comunidad microbiana para digerir la materia orgánica del suelo que de otro modo no estaría tan disponible. Algunos modelos sugieren que, a finales de este siglo, los suelos podrían pasar de ser un sumidero de carbono a una fuente de carbono debido al aumento de la respiración microbiana.

Además, la cantidad de carbono que emiten los microbios podría aumentar con el tiempo, intensificando aún más el calentamiento global. Un estudio de 26 años sobre el calentamiento del suelo en un bosque de frondosas descubrió que el aumento de las temperaturas podría estimular pulsos recurrentes de emisiones de dióxido de carbono de los suelos. Durante los primeros 10 años, a medida que los microbios en las parcelas calentadas descompusieron el carbono y lo liberaron a la atmósfera, los niveles de CO2 aumentaron. Posteriormente, los niveles cayeron y se mantuvieron iguales a los de las parcelas sin calefacción durante los siguientes ocho años. Luego, las emisiones de CO2 aumentaron nuevamente durante cinco años, seguidas de otra disminución. Los científicos concluyeron que la comunidad de microbios cambió a lo largo de los años. Después de que se extinguió la primera ola de microbios que descompusieron el carbono fácilmente digerible, se desarrolló un nuevo conjunto de microbios que pudieron descomponer el carbono más resistente que contiene más minerales o es de madera. La mayoría de los estudios sobre el calentamiento global solo calculan el aumento inicial de las emisiones de carbono, esta investigación sugiere que los microbios evolucionarán, dando como resultado pulsos continuos de CO2 en la atmósfera. Sin embargo, los científicos aún no saben cuánto carbono adicional podría resultar o qué tan rápido podría liberarse.

Sin bala de plata

Los científicos de la Universidad de California en Irvine creen que los modelos pueden haber sobrestimado el potencial del suelo para secuestrar carbono en un 40 por ciento. Usando datación por radiocarbono y datos de 157 muestras de suelo, encontraron que la edad promedio del carbono del suelo es mucho más antigua que las estimaciones anteriores. El suelo podría tardar cientos o miles de años en absorber grandes cantidades de carbono de la atmósfera. "El suelo eventualmente será un gran sumidero de carbono, pero no estará presente en el próximo siglo", dijo uno de los investigadores.

Estos estudios recientes sugieren que el almacenamiento de carbono en el suelo no es una solución milagrosa para el cambio climático. El debate continuo sobre su eficacia refleja cuán complejo es el sistema y cuánta investigación aún queda por hacer.

“Debido a que el tamaño de la reserva [de carbono] es tan grande, hay mucho potencial allí”, dijo Taylor. “Pero el hecho de que comprendamos tan poco sobre lo que está sucediendo allí significa que deberíamos decir 'oye, hay mucho potencial para que ese grupo nos ayude, pero también hay mucho potencial para que nos haga daño'. gran cantidad de carbono del suelo que es vulnerable a la volatilización a la atmósfera en las turberas [y el permafrost]. Realmente puede exacerbar el cambio climático en el futuro ".

Debido a que el suelo de la izquierda no ha sido labrado, tiene una mejor actividad biológica. Foto: USDA

En última instancia, la mejor manera de combatir el cambio climático es reducir nuestro consumo de combustibles fósiles y pasar a fuentes de energía renovables, pero los científicos continuarán estudiando cómo el almacenamiento de carbono en el suelo podría ayudarnos en el camino. Mientras tanto, las prácticas agrícolas y de gestión de la tierra que aumentan el carbono del suelo también brindan otros beneficios. Los suelos fértiles producen más alimentos, promueven la biodiversidad, retienen mejor la humedad y son menos susceptibles a la erosión, las inundaciones, la pérdida de nutrientes y la desertificación. Más microbios en el suelo permiten que las plantas desarrollen sistemas de raíces más profundos que les permiten tolerar mejor la sequía y ser más resistentes a las plagas. El carbono mejorado en los suelos mejora la calidad del suelo y el agua. Todos estos son efectos que ayudarán a la sociedad a alimentar a la creciente población mundial y a ser más resistente a los impactos del cambio climático.


Efecto de la restauración sobre la acumulación de carbono de las marismas en el este de Inglaterra

Los suelos de los humedales son depósitos de carbono de importancia mundial, y los humedales naturales proporcionan un sumidero para el dióxido de carbono atmosférico (CO2) a través de la acumulación continua de carbono. El reconocimiento de los humedales costeros como un contribuyente significativo al almacenamiento de carbono (carbono azul) ha generado interés en los beneficios de mitigación del cambio climático al restaurar o recrear el hábitat de las marismas saladas. Sin embargo, el tiempo que tardará un pantano recreado en convertirse en funcionalmente equivalente a un sistema natural (de referencia) o, de hecho, se desconoce en gran medida si las condiciones de referencia son alcanzables. Aquí, describimos una cronosecuencia de campo combinada y un estudio de modelado de la acumulación de carbono de las marismas y proporcionamos predicciones empíricamente basadas en los cambios en la tasa de secuestro de carbono a lo largo del tiempo después de la restauración de las marismas. La acumulación de carbono fue inicialmente rápida (promedio 1.04 t C ha -1 año -1 durante los primeros 20 años), disminuyendo a una tasa constante de alrededor de 0.65 t C ha -1 año -1 a partir de entonces. El aumento resultante en las existencias de C dio una acumulación total estimada de C de 74 t C ha -1 en el siglo siguiente a la restauración. Esto es aproximadamente lo mismo que nuestras observaciones del contenido de C de la marisma natural (69 t C ha -1), lo que sugiere que se necesitan aproximadamente 100 años para que la marisma restaurada obtenga la misma reserva de carbono que los sitios naturales.

1. Introducción

Los suelos de los humedales proporcionan una importante reserva mundial de carbono, y los humedales naturales proporcionan un sumidero para el dióxido de carbono atmosférico (CO2) a través de la acumulación continua de carbono. Existe un interés creciente tanto en proteger de la degradación los depósitos de carbono existentes en los humedales (evitar el CO2 emisiones) y en la mejora o restablecimiento de la función de sumidero de carbono de los humedales (las llamadas emisiones negativas) a través de estrategias de gestión de tierras y restauración de humedales modificadas [1]. Si bien gran parte de la atención hasta la fecha se ha centrado en los suelos orgánicos continentales (turberas), ahora se está prestando cada vez más atención a otros tipos de humedales, en particular los humedales costeros.

Hasta la fecha, el estudio de los humedales costeros como depósitos de carbono ha abordado su sostenibilidad y resistencia a la explotación y modificación continuas [2]. Las amenazas a los ecosistemas de humedales costeros incluyen la recuperación de marismas y bosques de manglares para la agricultura, el dragado y la contaminación de los lechos de pastos marinos y la pérdida de hábitat costero debido al desarrollo de puertos y defensas marinas. Aproximadamente el 50% de la marisma se ha degradado o incluso se ha perdido en todo el mundo [3] y se espera una pérdida adicional del 30% al 40% durante los próximos 100 años [4]. El reconocimiento de las tasas de pérdida de hábitat y carbono, y de los posibles beneficios de secuestro de carbono "azul" (y defensa del mar) de revertir este proceso, ha generado interés en la restauración y / o recreación de los humedales costeros. En el caso de las marismas, esto se produce principalmente a través de una "realineación gestionada": el retroceso hacia la tierra de las defensas costeras y la subsiguiente inundación por mareas de tierras agrícolas previamente recuperadas [5].

La restauración de las características biológicas y físicas puede ser un proceso lento [6], pero los sitios restaurados en el Reino Unido tienen como máximo 24 años, lo que es insuficiente para determinar cuánto tiempo tardará un pantano recreado en ser funcionalmente equivalente a un pantano natural (referencia ) sistema, o de hecho si las condiciones de referencia son alcanzables. Sin embargo, varias marismas saladas anteriormente recuperadas en el Reino Unido se han roto accidentalmente durante las tormentas, proporcionando análogos a largo plazo para la restauración de las marismas saladas. Un estudio anterior [7] estimó que los sitios restaurados alcanzarían reservas de carbono en el suelo equivalentes a las marismas saladas naturales aproximadamente 100 años después de su creación, sin embargo, esta estimación se basó en una sola ubicación y requirió la extrapolación de los aumentos de las reservas de carbono de un sitio que solo había sido restaurado. 15 años antes. En consecuencia, tanto la consistencia espacial como la trayectoria a largo plazo del cambio en las existencias de carbono en las marismas saladas restauradas siguen siendo inciertas.

Aquí, describimos un estudio de modelado y cronosecuencia de campo combinado de la acumulación de carbono de las marismas, con el fin de determinar la trayectoria y la escala de tiempo de la recuperación del hábitat, y proporcionar predicciones empíricamente basadas en los cambios en la tasa de secuestro de carbono a lo largo del tiempo después de la restauración de las marismas.

2. Material y métodos

En octubre de 2011, tomamos muestras de las marismas saladas en el este de Inglaterra, lo que representa una cronosecuencia de 16 a 114 años desde la restauración del flujo de las mareas. El diseño experimental consistió en nueve sitios, 3 × 16-20, 3 × 58-66 y 3 × 114 años desde la restauración. También se tomaron muestras de las marismas naturales de los nueve sitios, junto con los campos agrícolas adyacentes sin restaurar donde se permitía el acceso (cuatro sitios). No hay manejo activo ni pastoreo de ganado en ninguno de los sitios de estudio de las marismas. Los sitios restaurados se utilizaron como campos agrícolas antes de la restauración del flujo de las mareas. Más información del sitio está disponible en [8] y el material complementario electrónico. En cada sitio de marisma, se tomaron núcleos de suelo (4 cm de diámetro, 30 cm de profundidad) de cuatro lugares en marismas con vegetación permanente por encima de 1,5 m de diámetro exterior. Los métodos utilizados para las mediciones de las propiedades del suelo se dan en el material complementario electrónico.

La acumulación de carbono en la marisma salada restaurada se modeló ajustando primero una curva estándar a la media de ocho conjuntos de mediciones de cambio de elevación (utilizando barras de erosión de sedimentos) realizadas durante un período de 12 años en el sitio de realineación administrado de Tollesbury. La curva ajustada (figura 1a) comprendía un componente exponencial (que representaba una tasa de crecimiento que disminuía gradualmente después de una brecha en la defensa del mar) y un componente lineal (que representaba el crecimiento continuo de la marisma natural debido a cambios isostáticos en el nivel relativo del mar para la región de estudio). Esta tasa de crecimiento se extrapoló a 150 años después de la restauración. Definimos el% C inicial del suelo y la densidad aparente (BD) a partir de muestras de campo agrícola, y "cultivamos" el suelo de marisma sobre la superficie del campo de acuerdo con la curva de crecimiento. Asumimos que el suelo de la marisma nueva tenía la misma BD que nuestros sitios de muestreo de marisma natural, y que el% C de la marisma salina convergería exponencialmente hacia el valor de la marisma natural. El modelo tiene en cuenta el sedimento combinado de campo y marisma en los núcleos de 30 cm dentro de los sitios restaurados, estimando el stock total dentro del núcleo, en lugar de diferenciar entre las fuentes de carbono (figura 1D). Luego, el modelo va un paso más allá al estimar la profundidad del sedimento recién depositado por año y, por lo tanto, estima la cantidad de carbono "nuevo" utilizando los datos de campo y marismas naturales de manera proporcional. Figura 1F muestra la acumulación de este "nuevo" carbono únicamente (sin nada de la superficie terrestre reliquia subyacente) a lo largo del tiempo.

Figura 1. (a) Datos de transectos (más de 1,5 m de diámetro exterior) para el sitio de realineación gestionado de Tollesbury, incluida la curva ajustada (línea azul). Salidas del modelo de acumulación de C (b – f). Las líneas azules son predicciones del modelo. Las líneas grises proporcionan una indicación de incertidumbre en las predicciones. Los puntos negros son las medias de los grupos de edad, los puntos naranjas son las medias del sitio y los puntos verdes son los resultados de las muestras individuales. (F) Carbono "nuevo" = carbono acumulado en el sedimento por encima de la superficie terrestre original.

3. Resultados

Observamos cambios en todas las propiedades del suelo consistentes con la edad del sitio (tabla 1). La conductividad media del suelo, el contenido de humedad, la biomasa subterránea y el% C aumentaron desde el campo hasta los sitios restaurados de mayor edad y las marismas naturales, mientras que el BD disminuyó con la edad. Las marismas naturales tenían aproximadamente seis veces más biomasa subterránea que los sitios de realineación gestionados más jóvenes, y el doble del% C.


Discusión y resumen

Los experimentos con el modelo carbono-clima NCAR carbono-CSM1.4 muestran que la tierra y los océanos disminuyen su capacidad para actuar como depósitos de CO de combustibles fósiles2 como combustible fósil CO2 las emisiones se aceleran y el calentamiento por efecto invernadero progresa. En términos de presupuestos globales, el modelo arroja una diferencia mínima entre experimentos con y sin acoplamiento carbono-clima, en comparación con δCO2 de 280 y 80 ppmv para el modelo Hadley Center (1) y el modelo Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) (2), respectivamente, debido al acoplamiento más débil carbono-clima en el NCAR carbono-CSM1.4. Para empezar, el TCR es de 1,4 K para NCAR CSM1 (12), en el extremo inferior del rango de 1,1 a 3,1 K para los modelos climáticos (17). La magnitud del sumidero de carbono oceánico a la retroalimentación del carbono-clima depende de la representación de la circulación oceánica en el modelo climático físico (22, 23) y su respuesta al cambio climático, así como de la sensibilidad de los procesos del ecosistema marino al cambio oceánico. clima (24, 25). El NCAR carbon-CSM1.4 tiene un CO de combustible fósil más fuerte2 absorción (y una menor cantidad de CO en el aire2 fracción) con el clima de control que, por ejemplo, el modelo de Hadley, y esto prepara el escenario para un acoplamiento más débil entre los sistemas carbono-clima.

La magnitud del sumidero de carbono terrestre y su respuesta a las retroalimentaciones de carbono-clima dependen de los tiempos de rotación de los depósitos de carbono, la sensibilidad de los procesos terrestres al cambio climático y la respuesta climática e hidrológica transitoria del modelo de clima físico. El tiempo de renovación de la vegetación y el carbono del suelo, o el desfase entre la fotosíntesis y la respiración, determina en el orden más bajo la magnitud del sumidero de carbono en sí. TRIFFID, el modelo de vegetación dinámica en ref. 1, cuyo único depósito de carbono en el suelo tiene un tiempo de rotación de 25 años, por lo tanto tiene una capacidad de almacenamiento de carbono potencialmente mayor que CASA ′, que tiene nueve depósitos de carbono en el suelo y un tiempo de rotación de & lt5 años para ∼60% del flujo de carbono del suelo. El tiempo de rotación más corto es consistente con los tiempos ponderados por flujo derivados de las mediciones de 14 C (26). La intercomparación de seis modelos de ecosistemas muestra que TRIFFID también tiene el aumento más pronunciado de la fotosíntesis y la respiración en respuesta al cambio climático y al CO2 especificados de los siglos XIX al XXI.2 aumentar (27). Multiplicando esta alta sensibilidad del ecosistema se encuentra el alto TCR (3,5 K) del modelo climático HadCM3, de modo que el modelo acoplado carbono-clima arroja, para 2050, temperaturas tropicales por encima de la temperatura óptima para la fotosíntesis. El exceso de calor provoca la muerte regresiva de la selva tropical, acelera la pérdida de carbono del suelo y transforma la tierra de un sumidero en una fuente de carbono para la atmósfera (28). En el modelo IPSL, con un TCR intermedio de ∼2 K, la reducción de la fotosíntesis por calentamiento y secado en los trópicos supera el aumento de la fotosíntesis debido al alargamiento de la temporada de crecimiento en latitudes altas, por lo que hay una reducción neta de la fuerza del sumidero terrestre global (29). En el NCAR carbono-CSM1.4, los cambios climáticos y del ecosistema son cualitativamente similares a los del modelo IPSL. Sin embargo, con el TCR bajo de 1,4 K, la disminución en el sumidero de carbono en latitudes bajas casi cancela el aumento en latitudes altas, con pocos cambios en el sumidero global neto de tierra en el carbono-CSM1.4 del NCAR. Los aumentos de temperatura están por debajo de los valores umbral para la muerte regresiva de la vegetación.

Aunque hay observaciones de las tendencias de precipitación, hay una escasez de observaciones de la humedad del suelo, especialmente en los trópicos, para permitir la cuantificación de los efectos competitivos y / o sinérgicos de la temperatura y los cambios hidrológicos sobre la fotosíntesis y la respiración. Los datos satelitales y del sitio también muestran que las variaciones interanuales e interdecenales en la productividad biológica son sensibles a las variaciones en el régimen hidrológico, así como a las variaciones en la temperatura (30-35), y por lo tanto, la creciente desestabilización del sumidero de carbono terrestre con calentamiento y secado como modelado por modelos acoplados carbono-clima, como el que se presenta aquí, es cualitativamente plausible, aunque el momento es incierto. El momento también dependería, Entre otros, sobre otros procesos y forzamientos climáticos no incluidos aquí, por ejemplo, vegetación dinámica, turberas de alta latitud y acidificación de los océanos.


Soluciones de carbono para pastizales

Los resultados del modelo pueden ayudar a orientar las opciones "climáticamente inteligentes" para mantener los sumideros de carbono en tierras naturales y de trabajo en California. Los ganaderos están comenzando a utilizar enfoques de gestión innovadores para mejorar el almacenamiento de carbono, lo que puede aumentar aún más la capacidad de los pastizales para almacenar carbono en el futuro.

Ovejas de Skyelark Ranch pastan en un campo plantado con un cultivo de cobertura en Brooks, California. (Joe Proudman / UC Davis)


Proyecto Marin Carbon

El Marin Carbon Project está realizando un experimento a largo plazo utilizando grandes cantidades de abono para mejorar el forraje en los pastizales de California. Los primeros resultados sugieren mejoras significativas en la calidad y cantidad del forraje, beneficios para las gramíneas perennes nativas y un secuestro significativo de carbono en el suelo. The work includes a suite of farm management practices to complement compost application in a manner that builds soil carbon and soil health and improves productivity. Each farm has developed a comprehensive carbon farm plan, including known climate-beneficial practices such as windbreaks, riparian and range management improvements, and grass, plant, and tree establishment.

Read about the &lsquo4 per Thousand&rsquo initiative, launched at the Paris Climate conference, to implement practical actions on soil carbon storage and encourage the agriculture industry and other stakeholders to transition towards a productive, highly resilient agriculture that creates jobs and ensures sustainability.


Storing carbon in the prairie grass

DAPHNE PRAIRIE, TEX. — B.F. Hicks is doing 70 mph down a two-lane road in Franklin County, Tex. He pulls up in his truck to a gated property that’s closer to Arkansas than Dallas. Waist-high bluestem grass sways in the wind across 922 acres that stretch out before him. The air is filled with “dick-dick-see-see-see,” the song that gives the dickcissel prairie bird its name.

Welcome to Daphne Prairie, mostly flat grassland that has been in the Hicks family since 1839 and is one of the last unplowed prairies in Northeast Texas. Lying at the edge of prairie as it transitions into eastern forests, the land looks today as it did when settlers arrived in Texas — before cotton was king and concrete was poured across the region.

And Hicks, a 75-year-old lawyer who visits his property weekly in a bucket hat and jeans, is trying to keep it that way, hopeful that untouched grasslands in Texas and across the country can help mitigate climate change.

Scientists say the world needs to cut greenhouse gas emissions nearly in half by mid-century to avert catastrophic effects from global warming. Carbon dioxide is the most prevalent greenhouse gas the amount in the atmosphere has been rising as humans burn fossil fuels. Not only must the world stop releasing more carbon, some CO2 already in the air also must be removed, experts say.

That’s where the prairie comes in.

As part of photosynthesis, plants pull carbon dioxide from the atmosphere and store it in their stems, leaves and roots. Unlike trees, grasslands store most of their carbon underground, in their roots and the soil.

And that makes them more reliable “carbon sinks” than forests, according to a 2018 University of California at Davis study. Because carbon is stored in the soil, it is not released back into the atmosphere when grasslands burn, as it is when trees go up in flames.

A pristine prairie can also be home to hundreds of types of plants. Poets and explorers wrote about the spectacular view above ground, but the real magic is what happens below the surface.

“It’s a good locker to put the carbon into,” said Jim Blackburn, an environmental lawyer and Rice University professor. “Carbon will stay in the soil for centuries."

But there are few pieces of pristine land left like Daphne Prairie, untouched by plow or urban sprawl.

Less than 0.1 percent, or about 5,000 acres, remain of the original 12 million acres of Blackland Prairie that once spanned from San Antonio to the Red River north of Dallas, according to the Texas Parks and Wildlife Department. The trend is the same throughout the tallgrass prairie system that runs from the Texas coast north to Manitoba, making it one of the most endangered ecosystems in North America.

To create incentives for landowners to preserve natural land, Blackburn and the Baker Institute at Rice are leading a group of organizations as varied as the Nature Conservancy and Valero Energy to brainstorm ways to create a market for storing carbon in the soil of prairies, farms, ranches and grasslands in Texas and around the country.

Funding is available to landowners for carbon stored in forests, such as California’s cap-and-trade market, and the same should be done for soil, Blackburn said.

The value of pristine grassland in the fight against climate change is not just its ability to store carbon, Blackburn said. Prairie grass helps the land recover from weather that is becoming more destructive as the planet warms, he said.

Blackburn, the co-director of Rice University’s Severe Storm Prediction, Education and Evacuation From Disasters Center, learned this while studying Hurricane Ike, which hit the upper Texas coast in 2008. The Bolivar Peninsula in Galveston and other inhabited areas were “absolutely wiped out” by storm surge that pushed 20 miles inland, Blackburn said. But native prairies and grazing land on the coast recovered quickly.

“If you are looking for a definition for the word ‘resilience,’ it is these native prairie and marsh systems,” Blackburn said. “They evolved with storms. Storms are built into their DNA. Storms are not hard-wired into human DNA, except to run from them or the results they leave behind.”

Blackburn wondered how property owners could be persuaded to keep the land in its natural state to help bear the brunt of future storms. “That would be the best long-term insurance policy on the Texas coast,” he said.

It was hard to identify anyone who would pay landowners to mitigate flood damage, Blackburn said. But carbon storage is another matter, particularly for oil and gas companies looking for ways to offset the carbon dioxide that they emit.

All native grasslands in the country together could sequester up to 1 billion metric tons of carbon dioxide each year, Blackburn estimates. The nation’s annual carbon dioxide output was nearly 7 billion metric tons in 2018, according to the Environmental Protection Agency.

The group led by Blackburn and the Baker Institute is working on a blueprint for a nationwide program to pay for carbon storage in soil. Landowners who enter such a program would agree to a 10-year commitment. If the land is sold, the commitment restarts.

The amount of carbon retained in soil can be measured in a variety of ways.

The earliest method was to put a soil sample in an oven at 500 degrees. At that temperature, organic matter is burned off and carbon can be calculated using the weight of what is left.

/>Steve Bolgiano owns 50 acres in Farmersville, Tex.

Another rudimentary way of measuring is to bring a book of color palettes into the field and match the shade of the soil to estimate the amount of carbon.

Land that has been not been tilled or overgrazed has the potential to sequester the most carbon, said Hal Collins, a microbiologist with the Agricultural Research Service of the U.S. Department of Agriculture. One acre of pristine prairie can store about 5 tons of carbon, he said.

Soil scientists like Collins bring samples into a lab and use an instrument designed to measure organic matter. “It basically does the same thing as the oven, but in a more controlled environment,” he said.

Carbon sequestration is also good for soil health, building up organic matter that has been depleted over the past 200 years because of plowing and the heavy use of fertilizer.

A piece of land can recover, and store more carbon relatively quickly, with changes in cultivation, Collins said.

Precision may be the key. With strip tillage, which means plowing only where a seed is placed, about 50 percent of the land is left undisturbed, Collins said. Targeting fertilizer to where it’s needed, as opposed to spraying it across a field, can also increase the amount of carbon in the soil.

A payment system for carbon storage would be welcomed even by landowners who recognize the value of undisturbed soil. Keeping land wild costs money, whether it’s through actual upkeep or because of an opportunity lost.

Hicks said he has spent $220,000 on gravel for three miles of roads around Daphne Prairie so he can get around easily to check for invasive species. The property has a maze of fencing with 16 gates to corral cattle that get loose from neighboring lands. He spent a few thousand on a barn and $2,500 for a thermal imaging scope for nighttime hunting of feral pigs, which tend to either eat or destroy Silveus Dropseed grass. It’s all to protect the rare plants on the prairie.

“It costs a lot of money. But I haven’t had kids. I haven’t had kids in college,” said Hicks, whose family struck oil in Daphne Prairie in 1936. “This particular thing caught my attention. For the sake of nature, I feel real good about it.”

His godson first told Hicks about the land’s potential for mitigating global warming. He decided shortly after to keep his land in a natural state for perpetuity and gave a conservation easement to the Native Prairie Association of Texas with plans to bequeath the land to the group.

“I hope my life can be judged on the merits of my personal decisions — on the prairie and in my lifestyle — in advancing practices to limit the forces threatening our planet,” Hicks said.

Other landowners are less committed.

Every year, 2 million acres of farmland are lost to development in the United States, according to the Texas Farm Bureau.

In February, an 80-acre prairie southeast of Dallas was cleared to make way for an industrial park despite some community pushback.

Less than 40 miles north of that parcel, Steve Bolgiano has a deed to 50 acres of pristine prairie in Farmersville.

He bought it in 1999 and it has remained vacant since. Before 9/11, he drew up plans to build a subdivision on it. Then he thought about creating an eco-resort. These days, he is leaning toward having a wedding venue on the property. Something to keep the original landscape intact, but also capitalize on it. There’s money in that view, he said.

“I mow yards for a living,” Bolgiano said. “I’m not Ross Perot. I can’t give it away for conservancy. I can’t afford it.”

That’s why Blackburn is trying to get the ball rolling on a nationwide program.

“The first priority is we’ve got to get a market,” he said. “Landowners need to see that there’s money to be made off of carbon in the soil.”


Could we ever pull enough carbon out of the atmosphere to stop climate change?

Nature has equipped Earth with several giant "sponges," or carbon sinks, that can help humans battle climate change. These natural sponges, as well as human-made ones, can sop up carbon, effectively removing it from the atmosphere.

But what does this sci-fi-like act really entail? And how much will it actually take — and cost — to make a difference and slow cambio climático?

Sabine Fuss has been looking for these answers for the last two years. An economist in Berlin, Fuss leads a research group at the Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change and was part of the original Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) — established by the United Nations to assess the science, risks and impacts of global warming. After the panel&rsquos 2018 report and the new Paris Agreement goal to keep global warming to 2.7 degrees Fahrenheit (1.5 degrees Celsius) or less, Fuss was tasked with finding out which carbón removal strategies were most promising and feasible.

Afforestation and reforestation — planting or replanting of forests, respectively — are well known natural carbon sinks. Vast numbers of trees can sequester the greenhouse gas carbon dioxide (CO2) from the atmosphere for fotosíntesis, a chemical reaction that uses the sun's energy to turn carbon dioxide and water into sugar and oxygen. According to a 2019 study in the journal Ciencias, planting 1 trillion trees could store about 225 billion tons (205 billion metric tons) of carbon, or about two-thirds of the carbon released by humans into the atmosphere since the Industrial Revolution began.

Agriculture land management is another natural carbon removal approach that's relatively low risk and already being tested out, according to Jane Zelikova, terrestrial ecologist and chief scientist at Carbon180, a nonprofit that advocates for carbon removal strategies in the U.S. Practices such as rotational grazing, reduced tilling and crop rotation increase carbon intake by photosynthesis, and that carbon is eventually stored in root tissues that decompose in the soil. The National Academy of Sciences found that carbon storage in soil was enough to offset as much as 10% of U.S. annual net emissions — or about 632 million tons (574 million metric tons) of CO2 — at a low cost.

But nature-based carbon removal, like planting and replanting forests, can conflict with other policy goals, like food production, Fuss said. Scaled up, these strategies require a lot of land, oftentimes land that's already in use.

This is why more tech-based approaches to carbon removal are crucial, they say. With direct air capture and carbon storage, for instance, a chemical process takes carbon dioxide out of the air and binds it to filters. When the filter is heated, the CO2 can be captured and then injected underground. There are currently 15 direct air capture plants worldwide, according to the International Energy Agency. There's also bioenergy with carbon capture. With this method, plants and trees are grown, creating a carbon sink, and then the organic material is burned to produce heat or fuel known as bioenergy. During combustion, the carbon emissions are captured and stored underground. Another carbon capture trick involves mineralization in this process, rocks get ground up to increase the surfaces available to chemically react with, and crystallize, CO2. Afterward, the mineralized CO2 is stored underground.

However, none of these technologies have been implemented on a large scale. They're extremely costoso, with estimates as high as $400 per ton of CO2 removed, and each still requires a lot of research and support before being deployed. But the U.S. is a good example of how a mix of carbon removal solutions could work together, Zelikova said: Land management could be used in the agricultural Midwest basalt rocks in the Pacific Northwest are great for mineralization and the oil fields in the Southwest are already primed with the right technology and skilled workers for underground carbon storage, she said.

Ultimately, every country will have to put together its own unique portfolio of CO2 removal strategies because no single intervention will be successful on its own. "If we scaled up any of them exclusively, it would be a disaster," Fuss said. "It would use a lot of land or be prohibitively expensive." Her research has shown that afforestation and reforestation will be most productive in tropical regions, whereas solar radiation differences in the more northern latitudes with more albedo (reflection of light back into space) mean those countries will likely have better luck investing in the more technological interventions, such as carbon capture and biomass extraction.

The need to deploy these solutions is imminent. The global carbon budget, the amount of CO2 humans can emit before the global temperature rises 2.7 F (1.5 C) above preindustrial levels, is about 300 gigatons of CO2, Fuss said.

"In recent years, we've emitted 40 gigatons," she said. Put another way, only a few years are left in that budget. A recent study in the journal Informes científicos suggests that waiting even a few years from now may be too late if we are to meet the goal set in the Paris Agreement. Based on their climate model, the authors predict that even if we stop emitting greenhouse gases entirely, "global temperatures will be 3 C [5.4 F] warmer and sea levels 3 meters [10 feet] higher by 2500 than they were in 1850." To reverse climate change's effects, 33 gigatons of existing greenhouse gases must be removed this year and every year moving forward, the researchers said.

The reality, however, is these approaches are not ready and there's not a consensus on how to pay for them. There is a consensus among scientists on the next step: We need to stop further emissions immediately. But, "since emissions are embedded in our daily lives and infrastructure," Fuss said, "[carbon] removal comes more to the forefront."

Originally published on Live Science.

Some of the CO2 we've put into the atmosphere has been absorbed by the oceans. If we are able to remove CO2 from the atmosphere, and do so, will the oceans release excess CO2?

If the oceans do release their excess CO2, it will increase the amount of CO2 we need to remove from the atmosphere. Will it also help raise the ocean's pH?

Can we harness natural and human-made carbon traps to help us slow climate change?

Could we ever pull enough carbon out of the atmosphere to stop climate change? : Read more

Also, IMHO, Global Warming problem is already getting solved by humanity using solar & wind (& nuclear) power more & more & there are large scale tree planting campaigns getting done!
Right/best way to store CO2 is by planting trees. (NOT insanely dangerous geoengineering!)
If Earth's forests were not greatly destroyed since beginning of industrial age, would there be a GW problem today, regardless of how much fossil fuel usage? Please research/simulate/calculate that!!

Also, IMHO, storing CO2 in old natural gas wells maybe OK, but using it for fracking is extremely dangerous!
Crashing/filling deep rocks under our feet using a gas is even more dangerous than doing fracking using water!
Both needs to be banned ASAP unless we want to see much bigger earthquakes & maybe even worse like ground collapse event(s).

Yes, the oceans will yield up CO2 if we start removing it. As CO2, it is a gas, and can dissolve into water to produce carbonic acid. Since the oceans are slightly basic (pH ca. 8.2), they can absorb a lot more CO2 than fresh water, which is typically near neutral (pH 7).

Formation of carbonic acid is shown as CO2 + H20 -> H2CO3 -> H+ + HCO3-. The proton from carbonic acid then drives pH down in the oceans. As long as the atmospheric CO2 is high, the carbonic acid formation will remain high, driving down the pH, which ultimately will cause problems for many species.

However, the above reactions are reversible, and the dominant form in the oceans depend on the amount of CO2 in the atmosphere. As you delete it from the air, the reaction shifts to the left, favoring formation of CO2. Since CO2 can out-gas from the water to increase pH to where we want it, removal of CO2 will reverse this trend.

But the problem is more dire than many realize. It is not just carbon generated by humans, but the warming planet has begun to release carbon from other sources. As the article in Nature below indicates, we probably need a miraculous invention for direct air capture and develop a means of sequestering the CO2. It does not appear there is sufficient land mass to grow enough biomass to compensate for the ever-increasing CO2 loading.


"Permafrost collapse is accelerating carbon release"

Yes, the oceans will yield up CO2 if we start removing it. As CO2, it is a gas, and can dissolve into water to produce carbonic acid. Since the oceans are slightly basic (pH ca. 8.2), they can absorb a lot more CO2 than fresh water, which is typically near neutral (pH 7).

Formation of carbonic acid is shown as CO2 + H20 -> H2CO3 -> H+ + HCO3-. The proton from carbonic acid then drives pH down in the oceans. As long as the atmospheric CO2 is high, the carbonic acid formation will remain high, driving down the pH, which ultimately will cause problems for many species.

However, the above reactions are reversible, and the dominant form in the oceans depend on the amount of CO2 in the atmosphere. As you delete it from the air, the reaction shifts to the left, favoring formation of CO2. Since CO2 can out-gas from the water to increase pH to where we want it, removal of CO2 will reverse this trend.

But the problem is more dire than many realize. It is not just carbon generated by humans, but the warming planet has begun to release carbon from other sources. As the article in Nature below indicates, we probably need a miraculous invention for direct air capture and develop a means of sequestering the CO2. It does not appear there is sufficient land mass to grow enough biomass to compensate for the ever-increasing CO2 loading.


"Permafrost collapse is accelerating carbon release"

Total nonsense, because the current warming trend began at the ebb of the last ice age which was over 20,000 years ago. How did my car or my fathers or grandfathers car start that warming

But you believe everything you hear and see on TV, you always did and will

So yes, removing CO2 from the atmosphere would out-gas dissolved CO2 in the oceans, driving up pH. And yes it will increase the amount of CO2 we need to remove from the atmosphere.

It is basically a balancing act between the existing pH of the oceans and how much CO2 is in the atmosphere. The more CO2, the more acidic the oceans. The more acidic the oceans, the more stressed the food chain, etc.

So yes, removing CO2 from the atmosphere would out-gas dissolved CO2 in the oceans, driving up pH. And yes it will increase the amount of CO2 we need to remove from the atmosphere.

It is basically a balancing act between the existing pH of the oceans and how much CO2 is in the atmosphere. The more CO2, the more acidic the oceans. The more acidic the oceans, the more stressed the food chain, etc.

LOL so if we reduce CO2 in the atmosphere then the oceans start polluting the air.

Not everything on TV is real

What would it take to remove 500 billion tons of carbon dioxide from our shared atmosphere and oceans in the next 100 years? If all our medium sized global cities built Tesla Giga factory sized Giga farms could we reverse our carbon emissions enough to reverse climate change?

These gigantic renewably powered buildings could be profitable by growing and selling food to their nearby cities in one half. In the other half these buildings could grow high carbon sequestering biology making biochar for biomass extraction and then geologic burial rebuilding our coal mines, oilfields and global soils thus removing industrial carbon emissions.

What is the highest carbon sequestering and fast growing biology? How much carbon could each Giga farm sequester annually? How many Giga farms would we need to reverse climate change to safe and healthy levels of carbon, say 270 ppm, (now 414 ppm) over the next 100 years?


NAU researchers win $1.3M in NSF grants to study major shifts in carbon storage

Two researchers at the Center for Ecosystem Science and Society at Northern Arizona University have won separate awards totaling $1.3 million from the National Science Foundation to better understand where carbon is being stored and released in the terrestrial biosphere. Using different approaches, the two projects aim to better predict carbon storage by plants and soils in critical regions of the globe, and how that storage is being altered by changing climate patterns. Focusing on tundra and boreal forests and the continental U.S., both projects will examine the stability of carbon sinks—a metaphor describing the process by which CO2 is pulled out of the atmosphere and locked away in plants and soils—and under what future conditions such sinks may shift to become carbon sources to the atmosphere.

Senior research associate Xanthe Walker and co-principal investigator and biology professor Michelle Mack received a grant of $850,000 to investigate the impacts of wildfire on long-term carbon locked away in Arctic soils. Increasingly severe and frequent fires in the Arctic threaten to burn this “legacy carbon,” which has been spared by previous fires. Walker’s team has found that when legacy carbon does combust, soil drainage, permafrost and the species that grow back can be altered, changing how much future carbon can be stored. By sampling 20 burn scars in interior Alaska and using radiocarbon dating and geospatial tools, Walker and her team plan to develop a “legacy C combustion map” that will model where old carbon is most at risk of burning.

“As we all watch the Arctic undergo rapid change, we know that legacy carbon is a critical part of the picture,” Walker said. “This grant will help us better learn where and when fire may push these forests across a threshold, so they become sources of carbon to the atmosphere.”

The team plans to train five undergraduates per year and hopes the project will help land and fire managers better identify where long-term carbon is likely to combust.


Ver el vídeo: What are carbon sinks? Sustainability for all - ACCIONA (Octubre 2022).