海洋鐵施肥：增加海洋中的鐵含量是氣候變化的可持續解決方案嗎？

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  量子運行遠見
• 2022 年 10 月 3 日

洞察總結

為了探索海洋在氣候變遷中的作用，科學家正在測試在海水中添加鐵是否可以促進生物體吸收二氧化碳。這種方法雖然很有趣，但由於海洋生態系統和自我調節微生物的複雜平衡，可能不會像希望的那樣有效。其影響延伸到政策和行業，呼籲仔細考慮環境影響並開發侵入性較小的碳固存方法。

海洋鐵肥化背景

科學家們正在通過增加海洋中的鐵含量來促進吸收二氧化碳的生物體的生長，從而對海洋進行實驗。 雖然這些研究最初很有希望，但一些研究人員認為，海洋鐵施肥對逆轉氣候變化幾乎沒有影響。

世界海洋主要透過浮游植物活動對維持大氣碳水平負有部分責任。這些生物體從植物和光合作用中吸收大氣中的二氧化碳；那些沒有被吃掉的，會保留碳並沉入海底。浮游植物可以在海底停留數百年或數千年。

然而，浮游植物的生長需要鐵、磷酸鹽和硝酸鹽。鐵是地球上第二常見的礦物質，它從大陸上的灰塵進入海洋。同樣，鐵沉入海底，因此海洋的某些部分的這種礦物質含量比其他部分少。例如，南大洋的鐵含量和浮游植物數量都低於其他海洋，儘管它富含其他常量營養素。

一些科學家認為，鼓勵水下鐵的供應可以導致更多可以吸收二氧化碳的海洋微生物。 自 1980 年代海洋生物地球化學家約翰·馬丁（John Martin）進行基於瓶的研究表明，在高營養海洋中添加鐵可迅速增加浮游植物種群，海洋鐵肥的研究一直存在。 由於馬丁的假設而進行的 13 次大規模鐵施肥實驗中，只有兩次能夠去除因深海藻類生長而損失的碳。 其餘的未能顯示影響或結果模糊。

破壞性影響

麻省理工學院的研究強調了海洋鐵施肥方法的一個重要面向：海洋微生物與海洋礦物質濃度之間的現有平衡。這些微生物對於從大氣中吸收碳至關重要，它們表現出自我調節能力，改變海洋化學以滿足其需求。這項發現表明，僅僅增加海洋中的鐵可能不會顯著提高這些微生物吸收更多碳的能力，因為它們已經優化了環境以實現最大效率。

在實施鐵施肥等大規模地球工程項目之前，政府和環境機構需要考慮海洋系統內錯綜複雜的關係。雖然最初的假設顯示添加鐵可以大幅增加碳固存，但現實情況更為微妙。這個現實需要採取更全面的方法來緩解氣候變化，並考慮到海洋生態系統的連鎖反應。

對於尋求未來技術和方法來應對氣候變遷的公司來說，這項研究強調了徹底了解生態的重要性。它要求實體超越簡單的解決方案，投資更多基於生態系統的方法。這種觀點可以促進開發不僅有效而且可持續的氣候解決方案的創新。

海洋鐵施肥的影響

海洋鐵施肥的更廣泛影響可能包括： 

• 科學家們繼續進行鐵施肥實驗，以測試它是否可以振興漁業或對其他瀕臨滅絕的海洋微生物起作用。 
• 一些公司和研究機構繼續合作進行實驗，試圖實施海洋鐵肥化計劃以收集碳信用。
• 提高公眾對海洋鐵施肥實驗（例如藻類大量繁殖）的環境危害的認識和關注。
• 來自海洋保護主義者的壓力，要求永久禁止所有大型鐵施肥項目。
• 聯合國就允許在海洋上進行的實驗及其持續時間制定了更嚴格的指導方針。
• 政府和私營部門增加對海洋研究的投資，導致發現海洋碳封存的替代性、侵入性較小的方法。
• 國際機構加強監管框架，確保海洋肥化活動符合全球環境保護標準。
• 隨著企業尋求遵守更嚴格的海洋實驗法規，環境監測技術面臨新的市場機會。

需要考慮的問題

• 在各種海洋中進行鐵施肥可能會產生哪些其他影響？
• 鐵施肥還會如何影響海洋生物？