In che modo l'aggiunta di polvere di roccia al suolo può aiutare a immettere carbonio nel terreno

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In una calda e umida giornata di agosto vicino a Ginevra, New York, Garrett Boudinot si trova in un campo di canapa, i gambi verdi che torreggiano un piede o più sopra il suo telaio di 6 piedi e 4 pollici. Oggi, il baffuto assistente di ricerca della Cornell University raccoglierà sei acri del raccolto, lo peserà in bidoni della spazzatura di plastica rossa e continuerà ad analizzare le centinaia di campioni d'acqua prelevati con dispositivi di misurazione chiamati lisimetri che sono stati sepolti nel campo negli ultimi tre mesi.

Boudinot, parte di un team di ricerca presso la Cornell University, suderà nei prossimi due giorni di lavoro sul campo per vedere se un componente insolito aggiunto al suolo all'inizio dell'anno ha contribuito ad aumentare i raccolti e a sequestrare il carbonio. Questo emendamento del suolo "chiamiamo amorevolmente "polvere di roccia", che non è molto descrittivo", afferma Boudinot. "Ma sono davvero rocce di silicato che sono state polverizzate in una polvere fine".

La prova sul campo della canapa è solo uno dei progetti guidati da Ben Houlton, preside del College of Agriculture and Life Sciences di Cornell. Negli ultimi due anni, lui e i colleghi del Working Lands Innovation Center, un consorzio di ricerca con sede presso l'Università della California, Davis, hanno testato vari ammendanti del suolo che catturano il carbonio dall'aria e lo intrappolano sotto terra. Hanno testato biochar, letame e polvere di roccia utilizzati nei terreni agricoli di New York e in California e, finora, il trattamento del suolo più efficace è il basalto polverizzato.

"Per quanto posso dire", afferma Houlton, "il nostro è il progetto su larga scala del suo genere, che utilizza questo tipo di approccio scientifico intensivo".

I ricercatori stanno diffondendo il basalto sui campi di grano dell'Illinois, sulla canna da zucchero in Australia e sui campi di soia in Canada.

Gli esperimenti sul campo di canapa vanno oltre la verifica di quali emendamenti aumentano i raccolti e sequestrano il carbonio ed esaminano quanta polvere di roccia dovrebbe essere applicata per ottenere i migliori risultati. Alcune sezioni hanno ricevuto 20 tonnellate di polvere di roccia per acro, mentre altre ne hanno ottenute 40, consentendo ai ricercatori di ottenere un quadro più preciso della relazione tra la polvere, il suolo e le colture. La ricerca si aggiunge a un corpus crescente di lavori scientifici che mostrano il potenziale per questi emendamenti del suolo di diventare una delle tante misure necessarie per aiutare a risolvere la nostra crisi climatica.

L'agricoltura rappresenta quasi un quarto delle emissioni mondiali di anidride carbonica, rendendo il settore agricolo una parte importante degli sforzi per raggiungere lo zero netto entro il 2050 e limitare il riscaldamento globale a 1,5 gradi Celsius, un aumento che gli scienziati avvertono che il mondo non dovrebbe superare se vogliamo evitare alcune delle conseguenze più drastiche del cambiamento climatico. Per aiutare a ridurre il carbonio nell'atmosfera, una volta gli scienziati hanno proposto di inseminare gli oceani con il ferro. Questa tattica è stata criticata come dannosa per l'ambiente e inefficace e non ha ottenuto un'ampia accettazione. Ma seminare terreni con polvere di roccia che cattura il carbonio potrebbe farlo.

Oltre a Houlton, scienziati dal Regno Unito al Canada stanno testando vari ammendanti del suolo su terreni agricoli, valutando quanto carbonio sequestrano attraverso un processo chiamato invecchiamento avanzato. Mentre i ricercatori di Houlton applicano il basalto alla canapa a New York e all'erba medica e agli ulivi in ​​California, gli scienziati che lavorano con il Leverhulme Center for Climate Change Mitigation dell'Università di Sheffield nel Regno Unito stanno diffondendo il basalto sui campi di mais in Illinois e sulla canna da zucchero in Australia. In Ontario, Canada, i ricercatori stanno applicando la wollastonite proveniente da una vicina miniera su campi di soia ed erba medica.

Il ricercatore Zack Kozma (a sinistra) raccoglie un campione d'acqua da un campo in cui la polvere di roccia è stata aggiunta al suolo presso la AgriTech Agricultural Experiment Station di Cornell; un ciuffo di terreno (a destra) contenente polvere di roccia.
Garrett Boudinot; Sophie Nasrallah

Secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) delle Nazioni Unite, le rocce rimuovono naturalmente 1 gigaton (1 miliardo di tonnellate) di anidride carbonica all'anno dall'atmosfera (un numero che è cambiato nel tempo). L'aggiunta di polvere di roccia ai terreni agricoli accelera le reazioni chimiche che bloccano il carbonio, per migliaia di anni, nel suolo. Se applicata ai terreni coltivati ​​a livello globale, la polvere di roccia potrebbe teoricamente aiutare a risucchiare dall'aria da 2 a 4 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno, tra il 34 e il 68 percento delle emissioni globali di gas serra prodotte annualmente dall'agricoltura. E anche se trattare così tanto terreno potrebbe essere irrealistico, il processo ha il potenziale per aumentare rapidamente perché la polvere di roccia non scarseggia e gli agricoltori non hanno bisogno di acquistare nuovi attrezzi per applicarla: hanno già spargimento di fertilizzante attrezzature nei loro fienili.

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"Questa è una tecnologia incredibilmente eccitante che ha molti vantaggi per la società e, francamente, potremmo implementarla molto rapidamente", afferma Houlton.

Il basalto, l'additivo utilizzato nel progetto Cornell, è un sottoprodotto delle operazioni di estrazione e produzione e si trova in tutto il mondo. Alcune stime mostrano che c'è abbastanza polvere di roccia basaltica accumulata per trattare le terre coltivate del pianeta per diversi anni.

"L'estrazione di roccia è una delle cose più grandi che facciamo come specie", afferma Phil Renforth, un ingegnere dell'Università Heriot-Watt di Edimburgo, che lavora sulla cattura del carbonio. "In massa, estraggono più del doppio delle rocce rispetto alla produzione di cibo".

Gli scienziati stanno valutando i costi ei benefici di queste applicazioni al suolo, comprese le spese di trasporto del materiale.

Il basalto contiene magnesio, calcio e silice, tra gli altri componenti. Quando la roccia viene polverizzata e applicata al terreno, magnesio e calcio vengono rilasciati dalla silice e si dissolvono nell'acqua mentre si muove attraverso il terreno. I minerali nel suolo reagiscono con l'acqua e il carbonio che altrimenti ritornerebbero nell'atmosfera, formando bicarbonati, che possono rimanere nell'acqua per migliaia di anni, fino a raggiungere gli oceani dove possono precipitare come calcare e rimanere sul fondo del mare per milioni di anni.

Diversi emendamenti provocano reazioni chimiche leggermente diverse nei terreni e i terreni forniscono varie condizioni, come diversi pH. Alcuni emendamenti, come la wollastonite, possono essere migliori nel sequestrare il carbonio ma non sono così abbondanti. Altri possono contenere metalli pesanti, che possono danneggiare i raccolti e le acque sotterranee. “C'è la chimica del rock; c'è la disponibilità del rock; e poi ci sono i vantaggi in termini di carbonio del materiale, nonché il potenziale per l'emergere di quelle che definirei "conseguenze negative"", afferma Houlton.

I vari terreni su cui vengono coltivate le colture richiedono una serie di prove sul campo per valutare quanto più carbonio rimane nel suolo, ma i risultati sono incoraggianti. Sui lotti in California, i primi risultati mostrano un raddoppio dell'assorbimento di carbonio. È sorprendente, dice Houlton, considerando che i raccolti sono stati coltivati ​​nelle condizioni più aride nella storia dello stato.

Polvere di roccia applicata a un campo sperimentale presso l'Università della California, Davis.
Iris Holzer

Il direttore del Leverhulme Center David Beerling, che è impegnato da cinque anni in uno sforzo decennale per indagare sull'aumento degli agenti atmosferici sui terreni coltivati, ha pubblicato un articolo l'anno scorso su Nature che ha dimostrato il potenziale del metodo. Lui e i suoi colleghi hanno scoperto che se Cina, India e Stati Uniti applicassero polvere di roccia a tutti i loro terreni agricoli, 1 miliardo di tonnellate di anidride carbonica potrebbero essere rimossi dall'atmosfera.

I risultati della ricerca finora sono abbastanza significativi che l'IPCC ha menzionato l'aumento degli agenti atmosferici nel suo rapporto più recente, elencando il metodo di diffusione delle rocce frantumate sui suoli come un modo per catturare più carbonio e stimolare la produttività dei terreni coltivati.

Ma gli scienziati stanno ancora valutando i costi ei benefici di tali applicazioni, comprese le spese per il trasporto del materiale e il calcolo migliore dello stoccaggio del carbonio e dei benefici sulla resa delle colture. I ricercatori potrebbero avere presto più dati da cui attingere: i risultati di studi molto più ampi di Houlton e Beerling potrebbero essere pubblicati già il prossimo anno.

Le applicazioni con polvere di roccia potrebbero avvantaggiare non solo il clima: potrebbero aiutare anche gli agricoltori. I test sul campo su mais ed erba medica mostrano un aumento della resa delle colture grazie alla polvere di roccia, che rilascia altri nutrienti essenziali come fosforo e potassio. In alcuni casi, le rese sono superiori del 30%, risultati che potrebbero invogliare gli agricoltori che cercano di ridurre gli input mentre aumentano il raccolto. Le misurazioni iniziali del peso mostrano rese potenzialmente più elevate anche nei campi di canapa di New York.

Se un giorno un mercato del carbonio si realizzasse, gli agricoltori potrebbero essere pagati per la quantità di carbonio che sequestrano.

La polvere di roccia può anche influenzare il ciclo dell'azoto, sottolinea Beerling, consentendo in definitiva agli agricoltori di applicare meno fertilizzante azotato. Ciò potrebbe portare a un minor numero di problemi di inquinamento dei nutrienti, specialmente negli stati del Corn Belt, dove il deflusso defluisce nello spartiacque del Mississippi e giù nel Golfo del Messico. Beerling e i ricercatori stanno attualmente lavorando su una mappa del basalto disponibile e delle colture su cui potrebbe essere applicato in 13 stati del Midwest.

La riduzione del carbonio atmosferico non fornisce ancora un flusso di reddito agli agricoltori, sebbene l'incentivazione dell'"agricoltura del carbonio" sia stata promossa dall'amministrazione Biden. Sia Houlton che Beerling stanno cercando di quantificare esattamente la quantità di carbonio che un raccolto può catturare in modo che, se un mercato si realizzasse, gli agricoltori potrebbero essere pagati per la quantità di carbonio che sequestrano.

Per ottenere ciò, Boudinot sta esaminando la chimica dell'acqua del suolo dai campi di canapa per vedere quanto bicarbonato si è formato a un piede sotto la superficie. Questi dati, insieme alle informazioni dei terreni sperimentali in California e ai risultati dei primi cinque anni di ricerca condotta dal Leverhulme Centre, potrebbero fornire prove critiche per la comunità agricola.

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"Cosa ne pensi di una tecnologia di rimozione dell'anidride carbonica che riutilizza la polvere di roccia di scarto, cattura il carbonio, migliora i suoli, ripristina i suoli e migliora i raccolti?" chiede Beerling. “È un gioco da ragazzi, almeno a breve termine, se hai questo materiale e le prove si accumulano. Perché non dovresti farlo?"

Questa storia è stata prodotta in collaborazione con il Food & Environment Reporting Network, un'organizzazione di notizie investigative senza scopo di lucro.

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