اخبار داخلی دانش و فناوری رهایی از شر کربن دی‌اکسید با استخدام پلانکتون‌ها

دوشنبه 14 آذر 1401

رهایی از شر کربن دی‌اکسید با استخدام پلانکتون‌ها

دانشمندان قصد دارند کربن دی اکسید را در اعماق اقیانوس دفن کنند تا به محیط زیست کمک کنند، چرا که پلانکتون‌ها می‌توانند آن را در مقادیر زیاد بمکند.

شکی نیست که ما نیاز فوری به حذف کربن دی اکسید اضافی از محیط زیست زمین داریم. اما چگونگی دستیابی به این وظیفه، جامعه علمی را گیج کرده است.
فناوری‌های جدید همواره در حال ظهور هستند، اما به نظر می‌رسد هیچ یک از آنها راه‌حلی را که به شدت به آن نیاز است، با خود همراه ندارند.
اکنون یک گروه پژوهشی بین‌المللی به رهبری مایکل هوچلا از آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام به دنبال کمک گرفتن از برخی از کوچک‌ترین ساکنان سیاره ما یعنی پلانکتون‌ها برای حل این معمای دیرینه است.

استفاده از پلانکتون‌های اقیانوس
هوچلا و همکارانش در حال ارزیابی امکان استفاده از پلانکتون‌های اقیانوسی برای ذخیره کربن دی اکسید در کف اقیانوس‌های زمین هستند. آنها با تغذیه فیتوپلانکتون‌ها که گیاهان میکروسکوپی هستند که بخش مهمی از اکوسیستم اقیانوس را تشکیل می‌دهند، برای تشویق رشد و جذب کربن دی اکسید توسط آنها به این امر دست می‌یابند.
هوچلا می‌گوید: ایده این است که فرآیندهای موجود را تقویت کنیم. انسان‌ها برای قرن‌ها زمین را بارور کرده‌اند تا محصولات کشاورزی تولید کنند. اکنون ما می‌توانیم یاد بگیریم که اقیانوس‌ها را مسئولانه بارور کنیم.
در حال حاضر، مواد مغذی از خشکی از طریق رودخانه‌ها به اقیانوس‌ها هدایت می‌شوند تا پلانکتون‌ها را بارور کنند. گروه پژوهشی ایده درخشانی داشتند که این فرآیند را یک قدم جلوتر ببرند تا به حذف CO۲ اضافی از طریق اقیانوس کمک کند.
آنها از طریق یک پژوهش دقیق و کامل دریافتند که افزودن ترکیبات خاصی از مواد با مهندسی دقیق می‌تواند به طور موثری اقیانوس‌ها را بارور و فیتوپلانکتون‌ها را تشویق کند تا به عنوان یک مخزن کربن عمل کنند و کربن را در مقادیر زیاد بمکند.
زمانی که فیتوپلانکتون‌ها می‌میرند، به اعماق اقیانوس فرو می‌روند و کربن اضافی را با خود به عمق دریا می‌برند. پژوهشگران استدلال می‌کنند که این راهکار پیشنهادی به سادگی فرآیند طبیعی را تسریع می‌کند و کربن را به شکلی کارآمد حذف می‌کند و می‌تواند آن را برای هزاران سال از جو حذف کند.

زمان مهم است
هوچلا می‌گوید: در این مرحله، زمان بسیار مهم است. برای مبارزه با افزایش دما، باید سطح CO۲ را در مقیاس جهانی به سرعت کاهش دهیم. بررسی همه گزینه‌ها از جمله استفاده از اقیانوس‌ها به‌عنوان مخزن CO۲، بهترین شانس را برای خنک کردن سیاره به ما می‌دهد.
پژوهشگران همچنین استدلال می‌کنند که نانوذرات مهندسی شده چندین مزیت را ارائه می‌دهند. آن‌ها به شدت کنترل پذیر هستند و می‌توان آنها را به طور خاص برای محیط‌های مختلف اقیانوسی طراحی کرد و همچنین می‌توان آنها را برای برآوردن نیازهای محیط‌های اقیانوسی خاص تنظیم کرد.
به عنوان مثال یک منطقه خاص ممکن است بیشترین سود را از ذرات مبتنی بر آهن ببرد، در حالی که سایر مناطق ممکن است ذرات مبتنی بر سیلیکون را سودمندتر بدانند. اما چیزی که مهم‌تر از هر چیز است، این است که تمام این مواد، غیر سمی هستند.
پژوهشگران ۱۲۳ مطالعه را برای یافتن چندین ماده غیر سمی فلزی-اکسیژنی که می‌توانند به شکل ایمن رشد پلانکتون‌ها را افزایش دهند، بررسی و برنامه‌ریزی کردند که از آنها در پژوهش‌های خود استفاده کنند. این مواد، پایدار، فراوان و در دسترس هستند و برای استفاده به عنوان کودهای پلانکتون گزینه‌های مناسبی هستند.
البته در حال حاضر هزینه این کار همچنان یک چالش است، زیرا ایجاد و توزیع ذرات مختلف بسیار گران است. با این حال، نتایج حاصل از این آزمایش‌ها به اندازه کافی موثر خواهد بود که هزینه این کار را تعدیل کند.
این مقاله تحلیلی در مجله "نیچر نانوتکنولوژی"(Nature Nanotechnology) منتشر شده است.