Zmniejszenie poziomu CO2 w atmosferze będzie wymagało więcej niż tylko ograniczenia emisji – będziemy musieli także wychwytywać i składować nadmierne ilości już wyemitowanego węgla. W opinii opublikowanej 21 września w czasopiśmie Trends in Plant Science zespół naukowców zajmujących się roślinami argumentuje, że suche tereny, takie jak pustynie, mogą być jedną z odpowiedzi na problem wychwytywania dwutlenku węgla.
Autorzy argumentują, że moglibyśmy przekształcić suche ekosystemy w wydajne systemy wychwytywania dwutlenku węgla o lepszym stanie gleby, zwiększonej wydajności fotosyntezy i większej biomasie korzeni poprzez inżynierię idealnych kombinacji roślin, drobnoustrojów glebowych i rodzaju gleby, aby ułatwić naturalnie zachodzący proces biogeochemiczny zwany szlak szczawianowo-węglanowy tworzący podziemne pochłaniacze dwutlenku węgla.
„Ponowne zazielenianie pustyń poprzez przywrócenie funkcji ekosystemu, w tym sekwestrację dwutlenku węgla, powinno być podejściem preferencyjnym” – pisze zespół badawczy pod przewodnictwem starszego autora i naukowca zajmującego się roślinami Heriberta Hirta z Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego Króla Abdullaha. „Zaletą rekultywacji suchych regionów w celu ponownego zazieleniania i sekwestracji dwutlenku węgla jest to, że nie konkurują one z gruntami wykorzystywanymi w rolnictwie i produkcji żywności”.
Metoda ta wykorzystuje rośliny przystosowane do suchości, które wytwarzają szczawiany – jony zawierające węgiel i tlen, które mogą zadzwonić, jeśli masz pecha i cierpisz na kamienie nerkowe lub dnę moczanową. Niektóre drobnoustroje glebowe wykorzystują szczawiany jako jedyne źródło węgla i w ten sposób wydalają cząsteczki węglanów do gleby. Węglan zwykle rozkłada się szybko, ale jeśli te układy roślinno-mikrobowe rosną na glebach zasadowych i bogatych w wapń, węglan reaguje z wapniem, tworząc stabilne złoża węglanu wapnia.
Węgiel w naturalny sposób krąży między atmosferą, oceanami i ekosystemami lądowymi, ale działania człowieka doprowadziły do gromadzenia się nadmiaru CO2 w atmosferze. Naukowcy piszą, że nawet jeśli uda nam się zmniejszyć emisję CO2, „…skutki klimatyczne podwyższonego poziomu CO2 pozostaną nieodwracalne przez co najmniej 1000 lat, chyba że uda się wychwycić CO2 z atmosfery”.
Drzewa są uważane za idealny system wychwytywania dwutlenku węgla, ale ponowne zalesianie stanowi bezpośrednią konkurencję dla rolnictwa o grunty orne. Natomiast tereny suche, które stanowią około jednej trzeciej powierzchni lądów, nie są wykorzystywane rolniczo.
Obecnie w suchych ekosystemach żyje bardzo niewiele roślin, a największym czynnikiem ograniczającym jest brak wody. Jednak niektóre rośliny przystosowały się do suchego życia, rozwijając różne mechanizmy radzenia sobie z brakiem wody i ekstremalnymi temperaturami. Niektóre rośliny przystosowane do suchych warunków mają specjalne systemy korzeniowe, dzięki którym sięgają głęboko w glebę i korzystają z ukrytych źródeł wody, podczas gdy inne wykorzystują różne formy fotosyntezy, które pozwalają im minimalizować utratę wody w najgorętszych porach dnia. Jeszcze inne, tak zwane rośliny „szczawiogenne”, wytwarzają duże ilości szczawianów, które w okresach suszy mogą przekształcić w wodę. Część węgla pochodzącego z tych szczawianów osadza się pod ziemią w postaci osadów węglowych podczas uprawy roślin szczawiogennych w określonych warunkach i właśnie ten mechanizm autorzy chcą wykorzystać do sekwestracji węgla.
„Ogółem w tej formie sekwestracji węgla jeden na szesnaście utrwalonych fotosyntetycznie atomów węgla może zostać przekształcony w węglany” – piszą autorzy.
Autorzy twierdzą, że wzmocnienie tego naturalnie zachodzącego procesu biogeochemicznego na terenach suchych mogłoby przekształcić te obecnie nieproduktywne i zdegradowane ekosystemy w pochłaniacze dwutlenku węgla ze zdrowszą glebą i roślinami. Sugerują rozpoczęcie od „wysp płodności” – małych skupisk ponownie zazielenionych siedlisk, z których rośliny i drobnoustroje mogą się rozprzestrzeniać, tworząc dywan roślinności.
Autorzy szacują, że podejścia te mogą skutkować znacznym wzrostem sekwestracji węgla zarówno przez rośliny, jak i glebę w czasie krótszym niż dziesięć lat. Zauważają jednak, że powodzenie i szybkość proponowanej metody będą zależeć od tempa wzrostu roślin (które zwykle jest powolne w warunkach niedoboru wody) oraz.” ..będzie również zależeć od środków finansowych i politycznych potrzebnych do zastosowania tej metody technologii w różnych suchych krajach.”
Praca ta została wsparta grantami z Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego Króla Abdullaha.