農地は地球温暖化とどう闘えるか

カリフォルニア大学デービス校とコーネル大学の科学者らは、カリフォルニアのような干ばつが発生しやすい地域であっても、砕いた火山岩を農地に適用すると土壌に炭素を貯蔵できることを発見した。 この「強化された岩石風化」が世界中で実施されれば、75年間で最大2,150億トンの二酸化炭素を回収できる可能性がある。 乾燥条件下でのこの技術の成功は、地球表面の41％を占める乾燥地が気候変動により拡大している可能性を示している。

野外試験では、乾燥した気候でも炭素が土壌に蓄積されていることが明らかになりました。

砕いた火山岩を農地に加えると、空気から炭素を除去するのに大きな役割を果たすことができます。 カリフォルニア大学デービス校とコーネル大学の科学者らは現地調査で、この技術がカリフォルニアの極度の干ばつ時でも土壌中に炭素を貯蔵できることを発見した。 研究は雑誌に掲載されました 環境研究コミュニケーション。

雨は降るときに空気から二酸化炭素を取り込み、火山岩と反応して炭素を捕捉します。 岩石の風化と呼ばれるこのプロセスには数百万年かかる場合があり、地球温暖化を相殺するには遅すぎます。 しかし、岩石を粉砕して細かい塵にすることで、岩石の風化の速度が速くなります。 前者 研究 この「強化された」岩石の風化作用が世界中の農地に広がった場合、今後75年間で2,150億トンの二酸化炭素を貯蔵できる可能性があると推定されている。

しかし、これまでのところ、この技術は乾燥した気候で実地テストされていません。

カリフォルニア大学デービス校の研究者らは、砕いた火山岩を農地に加えると空気から二酸化炭素を除去できることを発見した。 この「強化された」岩石の風化作用は、乾燥した気候でも機能します。 クレジット: エイミー・クイントン/カリフォルニア大学デイビス校

「これらの反応には水が必要です」と筆頭著者であり、カリフォルニア大学デービス校の土地・大気・水資源学部の土壌および生物地球化学の博士課程の学生であるアイリス・ホルツァー氏は言う。 「私たちは風化作用を促進する地球規模の炭素貯留の可能性に興味があるので、それがこれらのより乾燥した気候でも機能するかどうか、またさまざまな測定方法が効果的かどうかを理解する必要があります。私たちはこの環境での炭素除去を監視することに興奮していました。」

カリフォルニアの乾燥地: 炭素貯蔵の新たなフロンティア

研究者らは、サクラメントバレーの5エーカーの休耕トウモロコシ畑で、玄武岩とカンラン石の両方の砕石を使用した。 彼らは2020年から2021年の冬の間に測定値を収集しました。 当時カリフォルニアは深刻な干ばつに見舞われており、降水量は歴史的平均の41％に達していた。

この研究では、砕石を含む区画は、砕石を含まない区画と比較して、研究中にヘクタール（2.47エーカー）あたり0.15トンの二酸化炭素を貯蔵したことが判明した。 研究者らは環境が異なれば風化速度も異なると予想しているが、この量の炭素がカリフォルニアの農地全体で除去された場合、毎年35万台の車が道路から撤去されるのに相当するだろう。

スプレッダーが砕いた玄武岩をセントラル・バレーのトウモロコシ休耕畑に降ろす。 クレジット: エイミー・クイントン/カリフォルニア大学デイビス校

意味と今後の方向性

「短期間で風化が起こっている証拠が確実に見られます」とホルツァー氏は言う。 「西部でまれに降る大雨でさえ、岩石の風化を促進し、二酸化炭素を除去するのに十分かもしれません。」

ホルツァー氏は、大規模な炭素貯蔵量の測定と検証、そしてそれを長期にわたって追跡することが次の課題であると述べた。

地球の表面の 41% は乾燥地で覆われており、気候変動により拡大しています。 このため、乾燥地における岩石の風化促進を研究することがますます重要になっている、と研究者らは述べた。

主任研究者のベンジャミン・ジー氏はこう語った。 コーネル大学農学部・生命科学部のホルトン学部長は、「世界の炭素曲線を曲げるということに関しては、私たちは時間との闘いだ」と語った。 「私たちの研究は、耐候性の強化による二酸化炭素除去を検証する新しい方法を実証しており、世界中の農地でこの技術を拡大するための重要な前進となります。」

参考文献: Iris O. Holzer、Malika A. Nocco、Benjamin Z. Holton 著「農地土壌の風化促進による大気中の二酸化炭素の除去に関する直接的証拠」、2023 年 10 月 18 日、 環境研究コミュニケーション。
土井: 10.1088/2515-7620/acfd89

他の著者には、カリフォルニア大学デービス校の土地、大気、水資源局のマライカ ノッコ氏が含まれます。

この研究は、Center for Working Land Innovation の一環として、California Strategic Growth Council、Grantham Foundation、Roger Sant 氏と Doris Matui 氏の資金提供を受けて行われました。 スタンダード・インダストリーズ社の Aggregates and Mining Company (SGI) は、カリフォルニア州イオンの自社サイトから砕いた玄武岩を寄贈しました。