多数国家要实现气候中和,除减少温室气体排放外,还需要通过碳汇抵消不可避免的排放。在相关技术路径讨论中,将硅酸盐岩粉施用于耕地、以促进二氧化碳从大气中被结合的“增强型岩石风化”(ERW)受到关注。
《自然评论·地球与环境》杂志近日发表的一篇观点文章中,由图讷气候智能农业研究所与苏黎世联邦理工学院牵头的科学家团队评估了ERW是否已具备部署条件并能有效用于气候保护。

文章指出,ERW基于自然地球化学过程:大气中的二氧化碳形成碳酸,进而风化富含钙、镁和钠的硅酸盐矿物,使二氧化碳转化为风化产物。这些产物从土壤中淋溶后,经溪流和河流进入海洋并形成稳定碳酸盐,从而实现二氧化碳在海洋中的长期固定。与在地质时间尺度上发生的自然风化相比,研磨岩石可显著加速反应。
不过,研究团队在讨论中强调,ERW能否大规模实施仍面临材料与供给的不确定性。由图讷气候智能农业研究所Marcus Schiedung博士领衔的国际研究团队调查了哪些岩石适用于ERW、可用性如何以及潜在二氧化碳封存规模。研究结果显示,目前尚不清楚是否存在足够的硅酸盐岩石资源以结合足够规模的二氧化碳;而碳封存潜力较高的岩石往往含有镍、铬等有毒元素。与此同时,适合的岩石粉产量不足。研究认为,若要达到讨论中对气候产生显著影响所需的封存量,采石活动必须大幅扩张,并可能对社会与环境带来重大影响。

在农业应用层面,文章提到,现有研究通常假设,为获得气候相关效果,每公顷耕地需要施用约40至100吨岩石粉,但这一水平显著高于可持续农业推荐用量。相比之下,岩石粉在再生农业中较为常见,但施用量通常不足每公顷1吨。苏黎世联邦理工学院环境系统科学系教授、共同作者Sebastian Doetterl博士表示,较少量的岩石粉对耕地土壤和植物可能带来积极影响。
研究人员同时指出,大量施用岩石粉对土壤、植物以及水生生态系统的影响仍多未知。Schiedung表示,风险尚未明确使得大规模应用缺乏依据,尤其缺少关于二氧化碳结合或释放过程中,土壤、河流与海洋内相关地球化学过程的可靠信息。

此外,文章认为,目前仍不清楚被结合的二氧化碳是否能够稳定保存,以及在向海洋运输过程中会释放多少二氧化碳,因此难以量化实际封存量。Schiedung称,这一核算问题对确认岩石粉能否作为安全有效的气候保护措施至关重要。