Vastrágyázás az óceánokban: mennyi légköri szén-dioxidtól szabadulhatunk így meg és milyen áron?

Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata.

Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata. A cikkek a szerzők véleményét tükrözik, amelyek nem feltétlenül esnek egybe a Portfolio szerkesztőségének álláspontjával. Ha hozzászólna a témához, küldje el cikkét a velemeny@portfolio.hu címre. A megjelent cikkek itt olvashatók.

Mi is az a vastrágyázás?

Az óceánok bizonyos területein bőven van nitrogén és foszfor, a fitoplankton (elsősorban algák, diatomák és cianobaktériumok) mégsem tud igazán elszaporodni. Ezeket „magas tápanyagtartalmú, alacsony klorofilltartalmú" (high nutrient low chrolofill, HNLC) régióknak nevezik, és a világóceán jelentős részét lefedik, köztük a Déli-óceánt és az egyenlítői Csendes-óceánt. A hiányzó összetevő a vas: ez a nyomelem nélkülözhetetlen a fotoszintézishez, és megléte alapvetően szabályozza az óceán biológiai produktivitását, sőt a tengeri nitrogénkészletet is.

A vastrágyázás ötlete éppen innen ered: ha vasat (pl. vas-szulfátot) juttatunk ezekbe a vizekbe, a fitoplankton virágzásnak indul (1. ábra), fotoszintézise során megköti a felszíni tengervízben lévő oldott szén-dioxidot, majd elpusztulva a szervezetek egy része lesüllyed, magával víve a szenet a mélyóceánokba.

Ez az úgynevezett szervesanyag pumpa, az óceáni biológiai pumpa egy eleme. A módszer épp azért kelt akkora érdeklődést, mert olcsónak és nagy léptékben skálázhatónak tűnik. A jelenség egyébként a természetben is működik: a sarkvidékekre hulló por vastartalma például bizonyítottan élénkíti a Csendes-óceán lazacállományát tápláló produktivitást, de a holocént megelőző eljegesedések során jellemző alacsony légköri CO2 szintekhez is hozzájárult.

Az elméletet valós kísérletek során is tesztelték: az 1990-es évek óta több mint egy tucat helyszíni vastrágyázási kísérletet végeztek, például az egyenlítői Csendes-óceánban (IronEx) és a Déli-óceánban (SOFeX). Ezek látványos algavirágzást váltottak ki, a szén tartós elraktározását azonban nehéz volt kimutatni, és a módszer sok bizonytalanságot hordozott. A kutatók régóta sejtették, hogy a valódi mérleg erősen függ a helyszíntől, éppen ezt igyekezett most rendszerezni ez a friss modellezés.

Egy példátlan részletességű modell és a szerény szénmérleg

A tanulmány szerzői egy igen részletes óceáni biogeokémia-ökoszisztéma-modellt használtak, amellyel tíz, egyenként 10°×10°-os óceáni „dobozban" (a világóceán felszínének mindössze 0,2–0,35%-án), hatvan éven át szimulálták a vastrágyázás hatásait, változtatva a helyszínt és az intenzitást is.

Az eredmények szerint közepes intenzitás mellett a legjobb régiók (az egyenlítői Csendes-óceán, a Déli-óceán és a tíz doboz egyidejű, „szórt" trágyázása) hatvan év alatt is csak 2–3 ppm-mel csökkentették a légköri CO₂-t. A felső határon, húszszoros adagolásnál a nettó szénkivonás 1,1–5,3 ppm-et, azaz évi 0,14–0,70 gigatonna CO₂-t ért el, ami nagyjából egybeesik a korábbi becslésekkel (évi 0,1–1,0 Gt CO₂), de továbbra is szerény mértéket jelent. Összevetésül a szárazföldi erdőtelepítés potenciálját évi 0,5–10,1 Gt CO₂-ra teszik. A szerzők számítása szerint a vizsgált léptékű vastrágyázás legfeljebb a 2050-ig az 1,5 °C-hoz szükséges szénkivonás mintegy 22%-át fedezhetné.

Fontos felismerés, hogy a módszer hatékonysága romlik, ahogy egyre több vasat szórunk ki: a fitoplankton „alkalmazkodik" (kevesebb szenet köt meg egységnyi vasra), a vas pedig gyorsabban kötődik meg használhatatlan formában.

A legjobb eredményt tehát nem az egypontra koncentráló beavatkozás, hanem a mérsékelt, sok helyre elosztott adagolás eredményezte.

Két régió, két eltérő működés és ezek ökológiai hatásai

A vastrágyázás szempontjából két leghatékonyabb terület (a Déli-óceán és az egyenlítői Csendes-óceán) teljesen eltérő módon köti meg a szenet. A Déli-óceánban a virágzás nemcsak helyben, hanem az Antarktisz körüli áramlással továbbsodródva, távolabb is fokozza a produktivitást, és a lesüllyedő víz hatékonyan viszi a mélybe a szenet. A nitrogén-körforgás mellékhatásai itt minimálisak.

Az egyenlítői Csendes-óceánban viszont a beavatkozás „elszívja" a tápanyagot a szomszédos vizektől (ezt nevezik tápanyagrablásnak): kezdetben évi +2 Pg (petagramm) szénnel nő a globális produktivitás, két évtized múlva azonban ez már csökkenést okoz. A hasznot ráadásul tíz éven belül eltünteti a felgyorsuló nitrogénvesztés (a denitrifikáció).

Az ökológiai problémák itt a legsúlyosabbak. A tartós egyenlítői vastrágyázás kisebb testű, tápanyagszegény környezethez alkalmazkodott fajok felé tolja el a közösséget, ez pedig végigfut a táplálékláncon. A modell szerint elég az óceán 0,35%-át trágyázni ahhoz, hogy a makrozooplankton (a halak fontos táplálékforrása) legalább 10%-kal visszaessen a világóceán 14%-án. Az érintett zóna a beavatkozási terület mintegy negyvenszerese. A közösség összetétele 12–61%-kal változik, és kiterjednek az oxigénhiányos zónák (OMZ-k) is (4–27%).

A magasabb szélességi körökön szinte teljesen elkerülhető mindez. A Déli-óceánban hatvan év trágyázás nagyobb testű fajok felé tolja a közösséget, ami inkább növeli a makrozooplankton mennyiségét, a zavar mérsékeltebb, és nem terjednek ki az oxigénhiányos zónák. A szerzők ezért három kategóriát állítottak fel:

• a Déli-óceán (nagy hatékonyság, alacsony kockázat),
• az egyenlítői Csendes-óceán és a globális léptékű trágyázás (nagy hatékonyság, nagy kockázat),
• valamint a szubtrópusok (kis hatékonyság, közepes kockázat).

Hogy alakul a végső mérleg?

A vastrágyázás leállítását követő regenerációs kísérletek is éles különbséget mutattak. A Déli-óceán ökoszisztémája néhány évtized alatt helyreállt, és ott raktározódott el legtartósabban a szén. Az egyenlítői Csendes-óceánban viszont tartós zavar alakult ki, és a szén gyorsan visszakerült a légkörbe. Ennek oka a szerzők szerint az „örökölt vascsapda": az egyenlítői feláramlás és a szubtrópusi lesüllyedés körforgásában visszamaradó vas tovább nyomja el a produktivitást, így a kisebb testméret felé billent ökoszisztéma évtizedekkel túlélheti magát a beavatkozást.

Végül pedig a legkényesebb kérdés, hogy a vastrágyázás során megkötött szén több mint fele hat évtizeden belül visszakerül a légkörbe, miközben a valódi klímavédelemhez évszázados-évezredes tárolásra volna szükség. Az ilyen rövid életű megoldások azzal a kockázattal járnak, hogy ürügyet adnak a kibocsátáscsökkentés halogatására. A tanulmány konklúziója tehát összességében nem elutasító a módszerrel szemben, de megfogalmaz egy árnyalt figyelmeztetést:

a vastrágyázás nem csodaszer, legfeljebb a kibocsátáscsökkentés kiegészítője lehet, amely némi időt nyerhet az emberiség számára a valódi átálláshoz.

És ha egyáltalán alkalmazzák, a helyszín megválasztása (mindenekelőtt a központi Csendes-óceán elkerülése és a Déli-óceán előnyben részesítése) döntheti el, hogy több hasznot hoz-e, mint amennyi kárt okoz.

A címlapkép mesterséges intelligenciával készült. Forrás: Portfolio