과학자들은 심해를 탐색하고 생체 신호를 모니터링할 수 있는 센서와 자율 차량을 갖춘 '바다 인터넷'을 구상합니다.

바다 표면 깊은 곳에서 빛은 고래와 물고기가 이동하고 죽은 조류와 동물성 플랑크톤이 위에서 쏟아지는 황혼 지역으로 희미해집니다.이것은 바다 탄소 펌프의 심장, 인간이 생성하는 모든 이산화탄소의 약 3분의 1을 포획하여 심해에 가라앉히는 자연 해양 과정의 일부입니다. 수백년.

해양이 대기에서 더 많은 탄소를 끌어내어 기후 변화를 늦추는 데 도움이 되도록 이러한 과정을 향상시키는 방법이 있을 수 있습니다.그러나 그 결과에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

피터 드 메노칼, 해양 고생물학자 Woods Hole 해양학 연구소 소장은 최근 해양 이산화탄소 제거에 대해 논의했습니다. TEDx보스턴: 행성 관리 이벤트.이 인터뷰에서 그는 인간 개입의 위험과 이점에 대해 더 자세히 설명하고 인류가 그 영향을 이해할 수 있도록 해양에 자율 센서의 광범위한 모니터링 네트워크를 구축하려는 야심찬 계획을 설명합니다.

첫째, 해양 이산화탄소 제거란 무엇이며, 자연에서는 어떻게 작용하는가?

바다는 커다란 탄산음료와 같습니다.거품이 나지는 않지만, 탄소가 약 50배 더 ​​많아 분위기보다따라서 대기에서 탄소를 제거하여 지구를 계속 따뜻하게 하지 않는 곳에 저장하려면 바다가 가장 중요합니다. 갈 수 있는 가장 큰 단일 장소.

해양 이산화탄소 제거 또는 해양 CDR은 탄소를 대규모로 흡수하고 증폭시키는 바다의 자연적 능력을 사용합니다.

탄소는 두 가지 방법으로 대기에서 바다로 유입됩니다.

처음에는 공기 바다 표면에 녹아.바람과 부서지는 파도가 상층 0.5마일 정도까지 섞이고, 바닷물은 약알칼리성이므로 이산화탄소가 바다로 흡수됩니다.

두 번째는 생물학적 펌프와 관련이 있습니다.바다는 살아있는 매체입니다. 여기에는 조류, 물고기, 고래가 있으며, 유기 물질이 먹히거나 죽으면 재활용됩니다.그것은 바다를 통해 비가 내리고 약 650~3300피트(대략 200~1,000미터) 깊이의 바다 황혼 지역으로 이동합니다.

바다 황혼 지역은 바다의 생물학적 활동을 유지합니다.유기탄소와 영양분이 축적되어 미생물에 의해 재활용되는 바다의 “토양”입니다.또한 지구상에서 가장 큰 동물 이주가 이루어지는 곳이기도 합니다.매일 수조 마리의 물고기와 기타 유기체가 플랑크톤과 서로를 먹기 위해 깊은 곳에서 표면으로 이동하고 다시 내려갑니다. 이는 표면에서 탄소를 포획하여 심해로 분류하는 대형 탄소 펌프처럼 작동합니다. 대기로부터 멀리 떨어진 곳에 보관됩니다.

Ocean CDR이 지금 왜 그렇게 많은 주목을 받고 있나요?

내 경력에서 내가 읽은 가장 충격적인 문장은 다음과 같습니다. 기후변화에 관한 정부간 패널의 6차 평가 보고서, 2021년 출시.우리가 기후 변화에 대한 조치를 너무 오랫동안 지연해 왔기 때문에 이제 지구 온난화를 유지하기 위한 모든 경로에서 대기에서 이산화탄소를 제거하는 것이 필요하다고 말했습니다. 섭씨 1.5도 이하 (2.7F).그 외에도 기후 변화의 영향은 점점 더 위험해지고 예측 불가능해집니다.

그 양과 탄소 저장 잠재력으로 인해 바다는 실제로 필요한 규모와 긴급성에 따라 탄소를 흡수하고 저장할 수 있는 능력을 가진 우리 화살통의 유일한 화살입니다.

2022년 국립 학회 보고 해양 이산화탄소 제거를 위한 연구 전략을 설명했습니다.가장 유망한 세 가지 방법은 모두 더 많은 탄소를 흡수하는 바다의 자연적 능력을 향상시키는 방법을 탐구합니다.

첫 번째는 해양 알칼리도 강화.바다는 염분이 있습니다. 자연적으로 알칼리성입니다. pH 약 8.1.특정 암석과 광물을 용해시켜 알칼리도를 높이면 바다가 대기 CO2의 화학적 스폰지가 됩니다.

두 번째 방법은 미량 영양소, 특히 용해성 철분을 해양 표면에 추가하는 것입니다.아주 적은 양의 수용성 철분은 생산성을 향상시킬 수 있습니다, 또는 조류 성장으로 인해 더욱 활발한 생물학적 펌프가 작동됩니다.이러한 실험이 12번 이상 수행되었으므로 우리는 그것이 효과가 있다는 것을 알고 있습니다.

세 번째는 아마도 가장 이해하기 쉬운 것입니다. 바다에서 다시마를 키우다, 는 광합성을 통해 표면의 탄소를 포획한 후 베일로 포장하여 심해에 가라앉히는 방식입니다.

그러나 이들 방법 모두 대규모로 사용하기에는 비용과 비용 등의 단점이 있다. 예상치 못한 결과.

나는 이들 중 어느 하나를 옹호하거나 보다 일반적으로 해양 CDR을 옹호하는 것이 아닙니다.그러나 저는 이러한 방법의 영향을 이해하기 위한 연구를 가속화하는 것이 필수적이라고 믿습니다.바다는 음식, 물, 피난처, 작물, 기후 안정성 등 인간이 의존하는 모든 것에 필수적입니다.그것은 행성의 폐.따라서 우리는 이산화탄소와 기후 위험을 줄이기 위한 해양 기반 기술이 실행 가능하고 안전하며 확장 가능한지 알아야 합니다.

당신은 바다의 변화를 모니터링하기 위해 '바다의 인터넷'을 구축하는 것에 대해 이야기했습니다.여기에는 무엇이 포함됩니까?

바다는 빠르게 변화하고 있으며 지구 기후 엔진의 가장 큰 단일 톱니바퀴입니다. 그러나 이러한 변화가 우리가 관심을 갖는 것들에 어떤 영향을 미치는지 이해할 수 있는 지하 바다에 대한 관찰은 거의 없습니다.우리는 기본적으로 눈이 멀게 비행하고 있습니다. 관찰이 가장 필요한 시간.더욱이, 지금 어떤 규모로든 이러한 탄소 제거 기술을 시도한다면 그 효과를 측정 또는 검증하거나 해양 건강과 생태계에 미치는 영향을 평가할 수 없을 것입니다.

그래서 우리는 Woods Hole Oceanographic Institution에서 다음과 같은 프로젝트를 주도하고 있습니다. 세계 최초의 해양 인터넷, 라고 해양 활력 징후 네트워크.이는 바다에 대한 4D 시각(4차원은 시간)을 제공하는 대규모 계류 및 센서 네트워크로, 항상 켜져 있고 항상 연결되어 이러한 탄소 순환 과정과 해양 건강을 모니터링합니다.

지금은 한 개 정도 있어요. 해양 센서 텍사스 크기의 모든 해양 패치에 대한 글로벌 아르고 프로그램에 참여합니다.이것들은 포고 스틱처럼 위아래로 움직이며 주로 온도와 염도를 측정합니다.

우리는 상상한다 해양 분지 중앙에 있는 중앙 허브 지능형 글라이더와 자율 차량으로 구성된 밀집된 네트워크는 탄소와 해양 및 행성 건강의 기타 필수 신호를 포함한 해양 특성을 측정합니다.이러한 차량은 도킹하고, 전력을 재공급하고, 수집한 데이터를 업로드하고, 더 많은 것을 수집하기 위해 나갈 수 있습니다.차량은 바다가 어떻게 작동하는지를 실제로 대표하는 바다의 양에 대한 화학, 생물학 및 환경 DNA를 측정하면서 정보를 공유하고 지능적인 샘플링 결정을 내릴 것입니다.

정박지의 파도나 태양광, 풍력 에너지를 이용해 바다 한가운데로 돌아와서 전력을 공급하고 데이터를 위성으로 보낼 수 있는 자율주행차 네트워크를 갖추면 해양 관측과 해양 관측의 새로운 시대를 열 수 있습니다. 발견.

이 수준의 모니터링에 필요한 기술이 존재합니까?

우리는 이미 이러한 엔지니어링 및 기술 개발의 많은 부분을 수행하고 있습니다.우리가 아직 하지 않은 일은 모든 것을 하나로 묶는 것입니다.

예를 들어, 우리는 다음과 같이 일하는 팀이 있습니다. 블루라이트 레이저 바다에서의 의사소통을 위해수중에서는 바닷물이 전도성이기 때문에 휴대폰처럼 전자기 방사선을 사용할 수 없습니다.대신 수중에서 의사소통을 하려면 소리나 빛을 사용해야 합니다.

안 음향 통신 그룹이 작업 중입니다. 군집 기술 주변 차량 간의 통신.또 다른 그룹은 차량을 도킹하는 방법에 대해 연구하고 있습니다. 바다 한가운데 계류장.또 다른 전문 분야는 계류 설계입니다.또 다른 하나는 해양 특성과 환경 DNA를 측정하는 화학적 센서와 물리적 센서를 구축하는 것입니다.

북대서양에서 있었던 한 실험은 해양 황혼 지대 프로젝트 해양 과정이 실제로 작동하는 규모로 큰 부동산에 비해 바다의 더 큰 기능을 이미지화할 것입니다.

우리는 시간이 지남에 따라 이렇게 어둡고 숨겨진 지역에 대한 4D 이미지를 생성할 수 있는 음향 트랜시버와 글라이더, 즉 바다를 관찰하는 "미니언"이라고 부르는 새로운 센서를 갖게 될 것입니다. 탄소 흐름, 영양분 및 산소 변화. “미니언즈"는 기본적으로 고정된 깊이(예: 1,000미터(0.6마일))까지 내려가는 음료수병 크기의 센서이며 기본적으로 위를 가리키는 iPhone 카메라를 사용하여 물기둥을 통해 떠다니는 모든 물질의 사진을 찍습니다.이를 통해 우리는 얼마나 많은 유기 탄소가 이 오래되고 차가운 깊은 물에 유입되어 수세기 동안 남아 있을 수 있는지 정량화할 수 있습니다.

처음으로 우리는 할 수 있을 것이다 생산성이 얼마나 고르지 못한지 확인하세요 바다에서 탄소가 어떻게 바다로 유입되는지, 그리고 탄소 흐름을 정량화할 수 있는지 알아보겠습니다.

그것은 게임 체인저입니다.결과는 CDR 사용에 대한 효율성과 기본 규칙을 확립하는 데 도움이 될 수 있습니다.그곳은 거친 서부입니다. 아무도 바다를 보거나 관심을 기울이지 않습니다.이 네트워크는 미래 세대에 영향을 미칠 결정을 내리는 관찰을 가능하게 합니다.

Ocean CDR이 정답이라고 생각하시나요?

인류는 탄소 배출을 줄이고 대기 중 이산화탄소 농도를 낮출 시간이 많지 않습니다.

과학자들이 이에 대해 그토록 부지런히 연구하는 이유는 우리가 CDR의 열렬한 팬이기 때문이 아니라 바다가 도움을 줄 수 있다는 것을 알고 있기 때문입니다.해양 센서 인터넷을 통해 우리는 해양 CDR의 위험과 이점을 포함하여 해양이 어떻게 작동하는지 실제로 이해할 수 있습니다.

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