一组海洋与气候研究人员在《气候变化对话》(Dialogues on Climate Change)期刊发表同行评审论文,呼吁开展新一代、经过精心设计的海洋铁肥化(OIF)实地试验,以检验这一海洋二氧化碳去除(mCDR)方法能否在安全前提下,利用自然海洋过程将温室气体二氧化碳(CO2)从大气中移除。论文认为,只有在更大尺度、更长周期的研究框架下,并配套严格监测与明确的“启动/停止”安全措施,才能对OIF作为潜在长期CO2储存方案的能力作出更准确评估。
论文第一作者、伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)ExOIS项目执行主任兼荣誉研究学者Ken Buesseler表示,应对气候问题需要同时减少排放,并推进尽可能广泛、以科学为基础的二氧化碳去除策略。
作者在文中回顾称,既往OIF实地研究显示,在部分海域少量添加铁元素可刺激表层海洋浮游植物生长。浮游植物在利用阳光和海水中溶解的二氧化碳生长繁殖的过程中,会促使更多大气中的二氧化碳进入表层海洋。不过,论文指出,早期实验并非为评估OIF的有效性、持久性与可行性而设计,也未专门检验大规模铁添加对生态与生物地球化学可能带来的广泛影响。

针对下一代试验,作者提出应显著扩大规模并延长持续时间,以覆盖浮游植物繁盛、繁盛衰退以及新增碳去向等关键阶段,同时观察潜在生态系统影响。论文建议试验持续三至六个月或更久,覆盖约1000平方公里海域,并将铁元素添加结束后系统恢复至自然状态的记录,作为核心“启动/停止”判定标准之一。
论文将“额外性”与持久性列为关键目标:一方面量化通过自然海洋过程额外向深层输送的碳量,另一方面评估碳从表层海洋移除的持久程度。作者认为,这些指标应成为监测、报告和核查(MRV)体系的重点。同时,论文强调还需建立环境监测、报告和核查(eMRV)体系,用于追踪OIF引发的生态与生物地球化学响应。
在试验地点方面,作者推荐将东北太平洋的阿拉斯加湾作为初步候选区域,理由包括该区域铁含量较低、海洋站Papa已有数十年研究基础、此前存在自然铁驱动的浮游植物繁盛证据,以及当地物理特征可能有助于降低铁肥化区域过快扩散的风险。

加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所教授、海洋学家Margaret Leinen表示,尽管南大洋被认为具有更大的碳去除潜力,但国际治理与后勤障碍意味着在当地开展首次大规模实验的风险更高、成本更高;相比之下,在东北太平洋展示可规模化且具可信控制的MRV/eMRV更具可行性。
根据论文提出的方案,试验将采用既定的铁元素投放方法,在表层海洋创建并追踪一个边长约30至50公里的铁肥化区域,并结合现代海洋观测工具、表面漂流器、自主水下航行器、卫星传感器以及船载关键海洋变量测量。作者同时提出预设“退出机制”,当接近或超过关键环境阈值时,停止铁元素释放或终止进一步实验。
论文提到,尽管此前研究未观察到相关问题,但潜在担忧包括缺氧、其他温室气体产生或有害藻华暴发等。作者还强调,应在试验区域附近与关键沿海社区及相关权益方开展沟通,将其关切与意见纳入实验设计。
全球海洋健康首席执行官Brad Warren表示,除严谨的科学方案外,还应在早期就纳入社区外展与参与,并依据国际海洋铁肥化研究协议,以公开透明方式制定影响评估方案。
