《科学》：树木埋藏有助于减少二氧化碳排放

学术 2024-09-27 16:58 北京

“碳锁定”（Carbon Lockdown）公司已经测试过将木材埋入“地窖”，从而阻止二氧化碳进入大气层。图片来源：曾宁

一根东部红柏原木在加拿大东部埋藏了数千年，被近乎完美地保存了下来，这表明了一种新型碳储存计划在应对气候变化方面的潜力：木材“地窖”。倡导者说，这根原木展示了如何通过埋藏木材而非任其在地表腐烂，阻挡数十亿吨会使地球变暖的二氧化碳抵达大气层。

马里兰大学的气候科学家曾宁教授是这项研究的首席科学家，他在9月26日发表于《科学》（Science）的一篇论文中描述了保存这根原木的不寻常的条件。

许多研究人员认为，限制温室气体排放——尽管至关重要——并不足以遏制形势严峻的全球变暖。因此，一些研究人员和企业正在寻求从环境中清除二氧化碳的方法。一些人希望主动从大气或海洋中剥离二氧化碳。另一些人则希望从一开始就阻止二氧化碳进入大气层，例如，直接从烟囱中收集二氧化碳并将其泵入岩层进行长期封存，或者将生物质埋入海底，使其碳元素可以在海底封存数百年。

普林斯顿大学的生态学家Stephen Pacala说，木材地窖——在陆地上掩埋生物质——代表了另一种碳封存理念，这一概念在近几年得到了越来越多的关注。曾宁补充道，全球约有十几个团队正在开展试点项目，以完善这一技术。曾宁创办的一家名为“碳锁定”（Carbon Lockdown）的公司就是其中之一。曾宁和他的同事在发表于《科学》的研究论文中估计，从理论上讲，全球生物质总量的约4.5%——废弃木材和可持续采伐木材的组合——可以被埋入木材地窖。这将每年从大气中清除多达10千兆吨的二氧化碳，相当于美国年排放量的2倍。

3775年前的原木被埋藏在缺氧的含水粘土中，因此保留了95%的碳。图片来源：曾宁

加拿大西蒙菲莎大学的气候科学家Kirsten Zickfeld说：“但理论不同于实践，当我看到一个很大的数字的时候，我会持高度怀疑的态度。”

其中一个问题是，掩埋能在多大程度上帮助木材中的碳保持不变。“这项技术的实用性在于木材必须是被长期储存。”Zickfeld说。在地面上，白蚁、真菌和其他生物会迅速分解木材，并将二氧化碳排放到大气中。但考古学家早就知道，在没有氧气的地下环境中，分解速度会减慢。问题是科学家们能否大规模地重现这种低氧条件。

2013年，曾宁及其同事在魁北克的一处地点测试各种木材埋藏条件时，在一片庄稼地下方2米处发现了一块78厘米长的东部红柏原木。通过碳-14 测定，他们发现这根木头已有3775年的历史。其他实验室的测试结果显示，这根木头保留了大约95%的碳。这根原木被埋在一个不透水的粘土层中，粘土层是由海水沉积而成的，海水已经退去。研究人员认为，粘土阻止了任何富含氧气的淡水进入原木，使其无法分解。不过，加拿大海洋网络公司的海洋工程师Kate Moran说，海洋粘土“并非无处不在”，因此她希望有证据表明，其他类型的土壤也能很好地保存木材中的碳。

另一个问题是——考虑到树木有很多用途——掩埋树木在经济上是可行的吗？Pacala指出，没有理由不先将树木制成纸和木制品，然后在一次或多次使用后将其掩埋。这种做法需要小心，以免鼓励砍伐森林，导致生物多样性丧失。“当你把任何事情扩大到一定规模时，它就会开始波及整个世界。”Pacala说。

为了避免一些问题，曾宁建议目前只掩埋废弃木材，他表示这样每年仍然能够捕获一到两千亿吨二氧化碳，相当于一两个日本的排放量。众所周知，城市会产生大量的废弃木材，这些废弃木材会演化为火灾隐患，“掩埋这些废弃木材实际上有助于解决隐患”，曾宁说。

原文以“Burying wood in ‘vaults’ could help fight global warming”为题发表于《科学》（science）的新闻版块。

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