探索
纯橄榄岩是什么?这杯茶促成了新西兰第一实验

海洋生态学家菲尔·罗斯探索雷娜号沉船。

北岛农场正在测试一种叫做dunite的粉末,它能从空气中吸收二氧化碳并储存起来。这可能是一种罕见的情况埃洛伊丝·吉布森报道说,“让农业径流进入水道有利于环境。”

2011年,MV Rena号在蒙加努伊山的Ōtaiti星盘礁搁浅,严重的燃油泄漏成为新西兰最严重的生态海洋灾难。

但在那次灾难之后,一名年轻的大学科学家和iwi ngongti pumkenga之间发展出了一段关系,他们现在正在一起进行一项新西兰首次的实验,试图消除化石燃料对气候造成的一些破坏。

已经有人尝试利用树木、作物和土壤将更多的温室气体吸收到景观中,然而,当植物死亡或干旱发生时,这些有机碳很容易再次释放出来。

这个项目的目标是做一些不同的事情——利用岩石、二氧化碳和水之间的反应,在很长一段时间内去除二氧化碳。

模型显示,如果该技术被农民和全球其他人使用,它可以从空气中去除大量的二氧化碳。

但几乎没有发表的研究证明它在真实的农业条件下有效,这就是ngongti putkenga的作用所在。

在一个iwii拥有的食物花园,就在陶兰加城外,研究人员在土壤上撒了一种由细碎的火山岩制成的灰白色粉末。

一整年,一组研究人员采集了土壤样本,观察矿物溶解的速度。这告诉他们大约有多少二氧化碳被从空气中去除。

类似的试验正在普罗德湾和怀卡托的其他牧场,以及马塔马塔塔附近的一个胡萝卜农场进行。尽管研究结果还没有发表——更不用说同行评议并发表在科学期刊上,在那里它们可以被其他专家仔细检查——但早期迹象是有希望的。

该项目上周从商业、创新和就业部(Ministry for Business, Innovation and Employment)获得了100万美元,用于快速测试“对新西兰具有高度潜在效益的有前景的创新想法”。



瑞娜·沃克和特里·伊松在Tauranga外的ngongti pongkenga食品花园,伊松正在那里试验一个有趣的概念。

iwi参与的背景故事始于十年前,怀卡托大学的海洋科学家Chris Battershill教授碰巧在Rena的海洋石油泄漏发生时在Tauranga,并参与了清理工作。

此后,他一直与ngongti putkenga的代表保持联系,因此,去年,他最终与iwi土地信托基金的主席和她的妹妹丽娜·沃克(Rina Walker)喝了一杯茶。

沃克是一名永葆农业专家,她外出学习和工作,但几年前当她的母亲生病时,她回到了她的富饶湾。她现在管理着一个17公顷的农场(她称其为食物森林),就在Rangataua(欢迎湾)外的ngongti putkenga。

巴特希尔知道沃克想让农场达到碳中和,于是他把她介绍给了怀卡托大学的一名前途无量的研究员特里·伊松(Terry Isson),他正在寻找不同类型的农场,以帮助他试验一种名为dunite的物质。

Dunite矿床在Bluff附近、Nelson附近和世界其他地方被发现。最重要的是,dunite由90%的橄榄石组成,橄榄石是一种富含镁的矿物,因其橄榄色而得名。北岛玄武岩也含有橄榄石,但含量要低得多。

当橄榄石在自然环境中经受风霜侵蚀并碎裂时,它会锁住碳。正如Isson所解释的,当它被碾碎并洒在陆地上时,它会加速风化过程。Isson说,当它溶解时,这种物质改变了它周围水的成分,所以水想要容纳更多的二氧化碳。这就是大气中的碳如何变成溶解状态,这意味着它可以随着地下水和岩石中的其他成分一起被带走,进入小溪和河流,最终到达海洋。



磨制的dunite粉末因其固碳能力而被试验。

通常情况下,让农业径流进入海洋是有害的。但是,在这种情况下,它可能是有益的。这是因为磨碎的橄榄石具有抗酸作用,使土壤和水的酸性降低。

自工业革命以来,人类通过燃烧化石燃料和向空气中排放二氧化碳,使海洋变得更酸。海洋通过吸收大量吸收热量的二氧化碳,使我们免于更严重的全球变暖,但这样做会使海洋更酸,从而伤害海洋生物。

Dunite的抗酸性作用可能有利于降低海洋PH值,也有利于农民,他们目前使用磨碎的石灰石来降低土壤的酸性。Dunite有可能取代部分石灰。

伊松说,一旦径流到达海洋,浮游植物和贝类最终可能会把它作为碳酸钙来建造它们的外壳,这些外壳最终会落到海底,最终再次变成岩石。尽管这一过程需要非常长的时间,“我们感兴趣的是,在人类的时间尺度上,一旦你把二氧化碳从大气中取出(它就被困住了),”Isson说。

早在人类出现之前,这一过程就已经在自然地发生,并在火山爆发等二氧化碳释放事件后帮助调节地球气候。

“我们认为这一过程使地球在过去的40亿年里一直适宜居住,”伊松说。

Isson和他的团队想要做的是加快速度,这就是为什么沃克精心规划的一堆杂乱的永久种植菜园会有12个温顺有序的玉米方格。



ngongti putkenga的食物花园,就在Tauranga城外,使用的是永久栽培原则。

从空中看,Ngapeke 7号的土地——沃克为nganguti pongkenga公司规划和管理的那块土地——是一个有秩序的、引人注目的漩涡图案,追踪着植物和沼泽的形状。

这里有500多棵果树和500多种本地物种——开花的马乌努卡、科瓦伊、菲荷亚、柑橘,甚至还有一棵松树(具有讽刺意味的是,种植它是为了增加土壤的酸度),以不同的高度和不同的组合混合在一起。

在沃克回来之前,这片土地是一个单一作物的玉米种植园,为奶牛种植食物。现在,“你不会在这里看到单一文化,”她说。

“食物森林就是多样性,”她说。“你试图在几年的时间里创造一个森林的地面和树冠。大树像科罗威树一样遮荫覆盖着地面,所以你看不到裸露的土壤。”

但是在ngongepeke 7号有一块单一栽培的玉米田,Isson正在那里进行他的dunite试验。

他在12块土地上用了6种不同比例的粉末。沃克说,在玉米被割下之前,你可以看到施了更多dunite的植株比其他植株高。

Isson说,这片农场离受控实验室很远,而这正是他想要的。

他说:“我们正努力使试验尽可能接近农民的做法。”

“与许多科学家喜欢在实验室里控制每一个变量的研究不同,这项研究几乎完全相反。我们想要…了解一下,如果我们把dunite埋在地下,让自然发展,二氧化碳的实际吸收速率是多少。”



怀卡托大学的科学家Terry Isson正在北岛的几个农场试验dunite粉末,希望能去除空气中的二氧化碳。

他说,从理论上讲,如果这种方法有效,农民将能够证明他们的碳捕获率,就像他在田间试验中量化碳捕获率一样。

他说,与世界各地正在进行的其他气候地球工程项目不同的是,这个项目可以直接推出,而不需要对农业系统进行什么改变。

化肥公司已经将岩石磨碎制成石灰,农民将石灰撒在土壤上以提高ph值。伊松说,他们也可以用杜钨矿做同样的事情。

农业的其他好处可能包括为作物释放营养物质,如钙、镁、钾、硅、铁和锌,尽管需要更多的田间试验来证明这一点。

Ngapeke 7号油田所使用的白钨矿来自化肥公司Ballance,该公司在Bluff附近现有的一个矿场拥有约3万吨白钨矿。

balance一直在通过投资低排放农业项目支持Isson的试验。

然而,balance的可持续食品和纤维未来项目经理Suzanne Young警告说,这项研究还处于早期阶段,需要进行更多更广泛的测试,以了解它在不同条件下的工作情况。“这是一个非常基础的研究阶段,”她说。“所以,目前我们只是试图证明这个概念。”

第一阶段的实地试验将持续到2023年,第二阶段进一步改进方法将很快开始。

Young说,如果该项目成功,就有可能将结果外推到其他类型的岩石,如玄武岩,这是更容易获得的。

伊松说,虽然按重量计算,dunite的橄榄石含量超过90%,但玄武岩的含量只有三分之一左右,因此一吨dunite的碳捕获量大约是一吨玄武岩的三倍。

其他公司则在为不同的气候项目寻找橄榄石。它可以加工成氢氧化镁,可以用来清除工业碳排放,坎特伯雷大学土木工程副教授艾伦·斯科特(Allan Scott)正在研究这个概念。

然而,也有一些实际问题需要考虑:目前还不完全清楚新西兰有多少橄榄石,而且只有通过采矿才能开采出来。

当被要求估算时,GNS Science的地质学家马特·萨加尔博士参考了GNS提供的新西兰高质量数字地质图。他估计,除了在布拉夫附近活跃的采石场中发现的物质外,在其他地方可见的物质也多达10倍,比如尼尔森附近的红山地区(邓山以邓石命名)。“然而,国家公园/森林公园很难进入和/或包含这些,”他警告说。

采矿保护区可能会引起争议——这是伊松和沃克很清楚的缺点。

然而,伊松指出,海外有橄榄石的矿藏,国内也有玄武岩的供应。此外,这种粉末可能补充或取代其他土壤添加剂,这些添加剂本身来自采矿。例如,石灰石通常被采掘、碾碎并洒在农场上以减少酸性。

对伊松来说,应对气候危机是如此紧迫,以至于他必须尝试看看自己能用邓尼特做些什么。他说,这是同类技术中为数不多的可以在分散的农田上工作的技术之一,而不是集中的二氧化碳来源,如工业燃煤锅炉。

他说:“我们非常清楚,我们不能在气候问题上无所事事太久。”

沃克表示同意。她说,如果粉末有效,她会把它用在她的iwi 's whenua上。

“有一天有人问我,‘但他们不是在挖掘它吗?’,”她说。

“但这场(气候危机)非常紧迫。必须得做点什么。如果这是我们必须要做的一种方式,那么这就是我们必须要做的一种方式。”

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