应对气候变化的又一利器 —— 增强岩石风化的潜力与影响

2023年8月14日，一篇题为《气候对全球农田增强岩石风化能力的影响》的文章发表于科学期刊 Advancing Earth and Space Sciences 上。通过研究，研究人员认为增强岩石风化（Enhanced rock weathering）在碳捕获方面有着相当的潜力，未来可期望收集千兆吨级的二氧化碳。

增强岩石风化是一种基于自然的碳去除技术，这种地质过程已经自然发生了数百万年，并可永久性地固定大气中的二氧化碳。通过合理干预，人类可以加速这一自然进程，从而更好的应对气候变暖。

增强岩石风化的原理来自碳酸盐的形成。数百万年来，二氧化碳与雨水结合形成碳酸。当这种稀酸落在山脉、森林和草原上时，其中的二氧化碳与岩石和土壤相互作用，矿化并最终以碳酸盐形式储存。如果不施加人为干预，这样的过程可能需要花费上百万年。然而，通过将玄武岩等岩石粉碎，人们可以增加岩石和空气接触的表面积，从而增强和加速这一过程。

增强岩石风化技术应用图解 图源：https://www.researchgate.net/figure/Information-about-enhanced-weathering-shown-to-respondents-Weathering-is-the-breakdown_fig1_350191207

当前，增强岩石风化被认为可以被应用在各种地形地貌上。然而，在综合经济效益等因素后，农田（与大多数林地相比，农田交通更加便利，有利于岩石粉末运输）是最适合应用这一技术的地形。增强岩石风化不仅不会对现有的耕地生产带来不利影响，反而会产生生态协同效益，比如帮助贫瘠的土壤恢复活力。

然而，作为一项较为崭新的概念和技术（2020年首次提出），当前学界对增强岩石风化的认识还不是十分清晰。为此，《气候对全球农田增强岩石风化能力的影响》一文尝试解答两个问题：第一，增强岩石风化技术能吸收多少二氧化碳；第二，气候变暖背景下该技术效果如何。

通过构建复杂的模型，该文章几乎分析了全球所有的耕地点，并将其划分为963个单位。利用一系列气候模式实验，文章发现，如果在全球963个单位的农业用地每公顷施用10吨细粒玄武岩砂和淤泥，从2006年到2080年，这963个站点就可以多封存 64个十亿吨级的二氧化碳（64 GTCO2）。这样的研究结果给出了非常乐观的结果，即增强岩石风化有潜力在未来吸收千兆吨级的二氧化碳。

同时，该文章发现增强岩石风化的效果在很大程度上取决于区域气候条件，即炎热和潮湿两大气候因素有利于岩石矿物溶解。例如，该文章的模型发现位于热带纬度的印度农田展现出了更好的吸收能力，这份能力也与气候地表温度和湿度之间存在显着的空间相关性。为此，文章总结认为，在气候变暖的背景下，增强岩石风化能有更强的吸收效果。

总的来说，《气候对全球农田增强岩石风化能力的影响》一文进一步证明与展示了增强岩石风化技术在应对气候变化方面的潜力。我国是农业历史悠久，耕地面积庞大的国家。增强岩石风化技术无疑在我国有着较大的应用潜力，该技术的未来发展值得我们持续关注。

参考文献：

1. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023EF003698

2. https://un-do.com/enhanced-rock-weathering/

编译：林楷东

审核：Richard

编辑：Tommy