شرح الكربون الأزرق – عالم الجغرافيا
تخزين الكربون هو مصطلح قد يراه كثير من الناس في المناقشات حول التقاط ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. المصطلح الأقل شهرة هو ما يشار إليه بالكربون الأزرق.
يشير الكربون الأزرق إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي تلتقطه محيطات العالم والنظم الإيكولوجية الساحلية.
يشير “الأزرق” في الكربون الأزرق إلى الكربون المخزن في البيئات المائية. ويشمل ذلك غابات عشب البحر ، والمستنقعات المالحة ، وأشجار المانغروف ، ومروج الأعشاب البحرية ، فضلاً عن المحيطات المفتوحة.
في حين أن المناطق الساحلية لا تمثل سوى حوالي 2 ٪ من كتلة اليابسة في العالم ، فإن مناطق الواجهة هذه بين المحيطات والقارات لديها قدرة غير عادية على امتصاص الكربون وعزله.
على سبيل المثال ، يمكن لأهوار المد والجزر عزل الكربون بمعدل متوسط يبلغ 1-2 طن لكل هكتار.
النظم البيئية الساحلية النباتية هي بالوعة للكربون مما يعني أنها تستطيع امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون الذي تنبعث منه. تحتجز النظم البيئية الساحلية كمية أكبر من الكربون لكل وحدة مساحة مقارنة بمناطق الغابات البرية ، والمعروفة باسم الكربون الأخضر.
النظم البيئية للكربون الأزرق
يمكن تقسيم النظم الإيكولوجية للكربون الأزرق على نطاق واسع إلى منطقتين: المحيطات والنظم الإيكولوجية الساحلية. تشمل النظم البيئية الساحلية المستنقعات المالحة وأشجار المنغروف ومروج الأعشاب البحرية وغابات عشب البحر.
المحيطات
يتم تخزين غالبية الكربون الأزرق كثاني أكسيد الكربون المذاب في مياه المحيطات.
مستنقع الملح
المستنقعات الملحية الساحلية هي أنظمة بيئية مستنقعية تغمرها المياه وتصريفها يوميًا بفعل المد والجزر في المحيطات. تتكون المستنقعات المالحة من الطين والجفت وتعمل كمصبات مهمة للحياة البرية ومصايد الأسماك.
تنتشر المستنقعات الملحية في مناطق خطوط العرض الوسطى. توجد المستنقعات الملحية على كل ساحل تقريبًا في الولايات المتحدة على طول ساحل الخليج في المنطقة الجنوبية من البلاد.
بالإضافة إلى كونها حوضًا للكربون ، تساعد المستنقعات المالحة على حماية السواحل من التعرية وعرام العواصف.
المانغروف
المانغروف عبارة عن مجموعات من الأشجار والشجيرات التي تعيش في منطقة المد الساحلية وتزدهر في بيئات المياه المالحة ، ولأشجار المنغروف أنظمة جذرية معقدة ، تُعرف باسم جذور الدعامة ، والتي تسمح لها بالترسيخ بشكل آمن في الرواسب الناعمة والمتحركة للساحل.
غابات المانغروف ، وهي غابات ساحلية استوائية وشبه استوائية ، تمتلك واحدة من أعلى كثافة الكربون في جميع النظم البيئية الأرضية.
توجد أشجار المانغروف بشكل أساسي في مناطق مثل جنوب شرق آسيا وأمريكا الوسطى والجنوبية والأجزاء الغربية والوسطى من إفريقيا.
يمكن العثور على أشجار المانغروف في جميع أنحاء أمريكا الشمالية ، وتمتد من أقصى جنوب فلوريدا على طول ساحل الخليج إلى تكساس. تم العثور على أحد مستنقعات المنغروف الأكثر اتساعًا في العالم على طول الساحل الجنوبي الغربي لفلوريدا.
تعتبر أشجار المانغروف ذات أهمية بيئية لأسباب عديدة. يساعد نظام جذرها الواسع والارتفاع على استقرار السواحل ، وتقليل التعرية الناتجة عن هبوب العواصف والأمواج والمد والجزر.
تتميز أنظمة جذرها الكثيفة بالكفاءة في حبس الرواسب والملوثات من الماء ، مما يعزز صفاء المياه وجودتها. من خلال القيام بذلك ، يتيح نظام جذر المنغروف ترسيب الرواسب الغنية بالكربون وتخزينها على المدى الطويل بالإضافة إلى تخزين الكربون في أنواع الأشجار نفسها.
مروج الأعشاب البحرية
مروج الأعشاب البحرية هي نباتات تحت الماء توجد في جميع أنحاء العالم باستثناء القارة القطبية الجنوبية.
يوجد أكثر من 70 نوعًا من النباتات التي تشكل مروج الأعشاب البحرية: بعضها يتكيف مع المياه الدافئة ونباتات أخرى تتكيف مع المياه الباردة.
على سبيل المثال ، حشائش البحر هي مجموعة متنوعة من الأعشاب البحرية التي تزهر تحت الماء في المناطق المعتدلة في جميع أنحاء العالم. يعتبر عشب السلحفاة وعشب خروف البحر والأعشاب الضحلة شائعة في المياه الدافئة لجزر فلوريدا كيز.
تعتبر مروج الأعشاب البحرية من المساهمين المهمين في تخزين الكربون الأزرق. تخزن نباتات مرج الأعشاب البحرية الكربون في سيقانها وكذلك في الرواسب التي تتراكم حول النباتات.
توفر هذه الموائل وظائف بيئية مهمة ، بما في ذلك تدوير المغذيات وتثبيت الرواسب ، إلى جانب دورها في عزل الكربون.
غابات عشب البحر
تعد غابات عشب البحر مكونًا مهمًا آخر في معادلة الكربون الأزرق ، على الرغم من تجاهلها في بعض الأحيان عند مقارنتها بالنظم البيئية التي تتم مناقشتها بشكل أكثر شيوعًا مثل أشجار المانغروف والمستنقعات المالحة والأعشاب البحرية.
غابات عشب البحر هي مناطق تحت الماء ذات كثافة عالية من عشب البحر ، طحالب بنية كبيرة يمكن أن تنمو بمعدلات ملحوظة – في الظروف المثلى ، يمكن أن تنمو بعض الأنواع حتى نصف متر في اليوم. توجد هذه الموائل في الغالب على طول السواحل الباردة والغنية بالمغذيات ، بما في ذلك تلك الموجودة في شمال غرب المحيط الهادئ وجنوب أستراليا وجنوب إفريقيا وشمال أوروبا.
على غرار الغابات الأرضية ، تشارك غابات عشب البحر في عملية التمثيل الضوئي ، وتمتص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO2) وتطلق الأكسجين. تسمح هذه العملية لعشب البحر بحبس الكربون ، وبالتالي المساهمة في المفهوم العام للكربون الأزرق.
ومع ذلك ، فإن ديناميكيات تخزين الكربون في غابات عشب البحر تختلف عن تلك الموجودة في النظم البيئية للكربون الأزرق الأخرى.
على عكس تخزين الكربون على المدى الطويل في رواسب المنغروف والمستنقعات المالحة ومروج الأعشاب البحرية ، يخزن عشب البحر بشكل أساسي الكربون في كتلته الحيوية.
تخزن أنسجة عشب البحر أيضًا الغاز في أكياس تسمى المثانة. هذه المثانات تبقي عشب البحر طافيًا حيث تطفو الطحالب الكبيرة في البحر. عندما يتم تكسير نبات عشب البحر ، تنفجر الأكياس المملوءة بالغاز ويغرق النبات في قاع المحيط العميق ، ويحتجز الكربون.
قدرت ورقة بحثية نُشرت في عام 2016 أن حوالي 173 مليون طن من الكربون يتم عزلها بواسطة الطحالب الكبيرة مع 90 ٪ من هذا الإجمالي يحدث عندما يتم نقل المادة النباتية إلى أعماق البحار.
على الرغم من أن غابات عشب البحر قد لا تكون فعالة مثل النظم البيئية الأخرى للكربون الأزرق من حيث تخزين الكربون على المدى الطويل ، إلا أنها مهمة للغاية للتنوع البيولوجي البحري ، حيث توفر المأوى والغذاء للعديد من الكائنات البحرية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تساعد على تقليل تحمض المحيطات محليًا عن طريق امتصاص ثاني أكسيد الكربون من المياه المحيطة.
أداة لتخفيف آثار تغير المناخ
نظرًا لقدرة الكربون الأزرق على عزل كثافة عالية من الكربون ، فإن هذه المناطق لديها القدرة على لعب دور مهم في التخفيف من تغير المناخ.
ساهمت الزيادة السكانية في السواحل ، وتدمير الموائل الساحلية ، وارتفاع مستوى سطح البحر في فقدان النظام البيئي الساحلي في العالم.
وجدت الأبحاث التي نظرت في إمكانية تخزين الكربون الإضافية للنظم البيئية للكربون الأزرق المستعادة 841 (621-1064) رباعي جرامات من ثاني أكسيد الكربون2يمكن إزالة البريد سنويًا من الغلاف الجوي بحلول عام 2030. ويمثل ذلك انخفاضًا بنسبة 3٪ تقريبًا من إجمالي الانبعاثات العالمية (استنادًا إلى بيانات 2019/2020) وفقًا لمؤلفي الدراسة.
يمكن أن تساعد استعادة الأراضي الرطبة الساحلية وغيرها من النظم البيئية للكربون الأزرق في زيادة عزل الكربون وتعويض بعض آثار تغير المناخ.
مراجع
بيرد ، كي بي ، بالانتي ، إل ، توماس ، إن ، نجوين ، دي ، هولمكويست ، جي آر ، سيمارد ، إم ، وويندهام مايرز ، إل (2018). نموذج قائم على الاستشعار عن بعد لأهوار المد والجزر فوق الأرض لمخزونات الكربون للولايات المتحدة المجاورة. مجلة ISPRS للمسح التصويري والاستشعار عن بعدو 139، 255-271. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2018.03.019
دوارتي ، CM ، Losada ، IJ ، Hendriks ، IE ، Mazarrasa ، I. ، & Marbà ، N. (2013). دور مجتمعات النباتات الساحلية في التخفيف من حدة تغير المناخ والتكيف معه. طبيعة تغير المناخو 3(11) ، 961-968. https://doi.org/10.1038/nclimate1970
Giri، C.، Ochieng، E.، Tieszen، LL، Zhu، Z.، Singh، A.، Loveland، T.، Masek، J. and Duke، N. (2010) حالة وتوزيع غابات المنغروف في العالم باستخدام بيانات الأقمار الصناعية لرصد الأرض. البيئة العالمية والجغرافيا الحيوية ، DOI: 10.1111 / j.1466-8238.2010.00584.x.
Krause-Jensen، D.، & Duarte، CM (2016). الدور الكبير للطحالب الكبيرة في عزل الكربون البحري. علوم الأرض الطبيعيةو 9(10) ، 737-742. https://doi.org/10.1038/ngeo2790
Macreadie، PI، Anton، A.، Raven، JA، Beaumont، N.، Connolly، RM، Friess، DA،… & Duarte، CM (2019). مستقبل علم الكربون الأزرق. اتصالات الطبيعةو 10(1) ، 3998. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11693-w
Macreadie، PI، Baird، ME، Trevathan-Tackett، SM، Larkum، AWD، & Ralph، PJ (2014). تحديد ونمذجة قدرة عزل الكربون في مروج الأعشاب البحرية – تقييم نقدي. نشرة التلوث البحريو 83(2) ، 430-439. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2013.07.038
Macreadie، PI، Costa، MD، Atwood، TB، Friess، DA، Kelleway، JJ، Kennedy، H.،… & Duarte، CM (2021). الكربون الأزرق كحل طبيعي للمناخ. مراجعات الطبيعة الأرض والبيئةو 2(12) ، 826-839. https://doi.org/10.1038/s43017-021-00224-1
يشارك:
