Νερά αλκαλικά

Για δεκαετίες, οι ωκεανοί λειτουργούν ως ο πιο σιωπηλός σύμμαχος της ανθρωπότητας απέναντι στην κλιματική κρίση. Εχουν απορροφήσει περίπου το 1/3 των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, επιβραδύνοντας την υπερθέρμανση του πλανήτη. Το τίμημα όμως είναι βαρύ: η ταχεία οξίνιση των θαλασσών απειλεί κοραλλιογενείς υφάλους, οστρακοειδή και ολόκληρες τροφικές αλυσίδες – ακόμη και τα τόσο τρομακτικά δόντια των καρχαριών ενδέχεται να υπόκεινται σε φθορά εξαιτίας του συγκεκριμένου φαινομένου.

Σήμερα, μια νέα γενιά επιστημόνων και νεοφυών επιχειρήσεων προτείνει μια ριζοσπαστική ιδέα: να αλλάξουμε τη χημική σύσταση της θάλασσας προσθέτοντας αλκαλικά υλικά – σαν να ρίχνουμε αντιόξινα σε έναν πλανήτη με προβλήματα πέψης.

Η επιστημονική ορολογία για αυτή τη διαδικασία είναι η εξής: ενίσχυση της αλκαλικότητας των ωκεανών – Ocean Alkalinity Enhancement ή, αλλιώς, OAE. Μέχρι πρότινος συζητιόταν κυρίως σε ακαδημαϊκά συνέδρια μικρής κλίμακας, τελευταία όμως περνάει σε φάση εμπορικής ωρίμασης, με συμφωνίες που την εντάσσουν στον σκληρό πυρήνα της αναδυόμενης αγοράς αφαίρεσης άνθρακα.

Η χημεία πίσω από την ιδέα

Σημείο καμπής είναι η απόφαση της Frontier, μιας επιχείρησης για πιστοποιημένη αφαίρεση άνθρακα που ίδρυσαν εταιρείες όπως οι Google, Stripe, Shopify και άλλες, να αγοράσει 115.211 τόνους αφαίρεσης CO_²  από την καναδική startup γεωμηχανικής Planetary έναντι 31,3 εκατ. δολαρίων. Η συμφωνία αποτιμά κάθε τόνο στα περίπου 270 δολάρια, μια τιμή υψηλή αλλά αναμενόμενη για τεχνολογίες πρώιμου σταδίου που επιχειρούν να αποδείξουν την αποτελεσματικότητα και την αξιοπιστία τους.

Η Planetary υποστηρίζει ότι μπορεί να ρίξει το κόστος κάτω από τα 100 δολάρια ανά τόνο αξιοποιώντας υπάρχουσες υποδομές και ροές νερού που ήδη καταλήγουν στη θάλασσα, ενώ μακροπρόθεσμα οραματίζεται ακόμη φθηνότερη αφαίρεση. Το ενδιαφέρον, ωστόσο, δεν είναι μόνο το ποσό ή η τιμή. Είναι ότι πρόκειται για την πρώτη φορά που η Frontier επενδύει σε αφαίρεση άνθρακα μέσω ενίσχυσης αλκαλικότητας ωκεανού, έπειτα από συμφωνίες που αφορούσαν κυρίως αιχμαλώτιση μέσω αέρος, ενισχυμένη αποσάθρωση ή βιοενέργεια με δέσμευση άνθρακα.

Παράλληλα, άλλες εταιρείες ανοίγουν διαφορετικά μονοπάτια προς τον ίδιο στόχο. Η Ebb Carbon λειτουργεί μια μικρή εγκατάσταση στην Πολιτεία της Ουάσιγκτον που, στη φάση στην οποία βρίσκεται τώρα, μπορεί να απομακρύνει από τη θάλασσα έως 100 τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως, αλλά έχει ήδη δεσμευθεί να αφαιρέσει 350.000 τόνους την επόμενη δεκαετία για τη Microsoft.

Photo Shutterstock

Για να καταλάβει κανείς γιατί η OAE θεωρείται υποσχόμενη αλλά και αμφιλεγόμενη, χρειάζεται να σταθεί στη χημεία πίσω από την ιδέα. Το θαλασσινό νερό είναι από τη φύση του ελαφρώς αλκαλικό και η αλκαλικότητά του είναι κομβική για την ικανότητά του να αποθηκεύει άνθρακα. Ιστορικά, αναφέρεται συχνά ότι το μέσο pH των ωκεανών ήταν περίπου 8,2, ενώ από τη Βιομηχανική Επανάσταση και μετά έχει μειωθεί, με συχνές αναφορές γύρω στο 8,1 και πιο αναλυτικές προσεγγίσεις που κατεβαίνουν ακόμη χαμηλότερα για το μέσο επιφανειακό νερό.

Η διαφορά ακούγεται μικρή, αλλά η κλίμακα pH είναι λογαριθμική: μια πτώση κατά ένα δέκατο αντιστοιχεί σε μεγάλη αύξηση της οξύτητας, της τάξης του 30%-40%. Οταν το CO_² διαλύεται στο νερό, σχηματίζει ανθρακικό οξύ, το οποίο μεταβάλλει την ισορροπία μεταξύ διαλυμένου CO_² , διττανθρακικών και ανθρακικών ιόντων. Το πρακτικό αποτέλεσμα είναι ότι μειώνεται η διαθεσιμότητα των ανθρακικών ιόντων που χρειάζονται πολλοί οργανισμοί για να αναπτύξουν κελύφη και σκελετούς, ενώ ταυτόχρονα η ίδια η θάλασσα χάνει μέρος της ικανότητάς της να απορροφά επιπλέον CO_² , καθώς το σύστημα πλησιάζει σε χημικά όρια κορεσμού.

Η OAE επιχειρεί να μεταβάλει αυτή την ισορροπία προς την άλλη κατεύθυνση, επιταχύνοντας μια φυσική διεργασία που στην κανονική γεωλογική κλίμακα χρειάζεται χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια. Στη φύση, η βροχή και τα ποτάμια διαβρώνουν πετρώματα όπως ασβεστόλιθο και βασάλτη, απελευθερώνοντας αλκαλικά ιόντα που καταλήγουν στους ωκεανούς, όπου δεσμεύουν διοξείδιο του άνθρακα σε μορφή σταθερών διττανθρακικών ιόντων. Με τη συνειδητή προσθήκη αλκαλικών υλικών στο θαλασσινό νερό, η OAE επιδιώκει να αυξήσει τη χωρητικότητα αυτής της δεξαμενής.

Οι υποστηρικτές της OAE συχνά την περιγράφουν ως μία από τις πιο πολλά υποσχόμενες μορφές απομάκρυνσης άνθρακα, επισημαίνοντας ότι για την επίτευξη των κλιματικών στόχων θα χρειαστεί αφαίρεσή του ακόμη και αν ο κόσμος μειώσει δραστικά τις εκπομπές. Η ίδια η επιστημονική κοινότητα, όμως, ακόμη και όταν βλέπει την ύπαρξη προοπτικής, παραδέχεται το αχανές χάσμα: για να έχει κλιματικό αποτέλεσμα, μιλάμε για δισεκατομμύρια τόνους CO_²  ετησίως, όχι για εκατοντάδες ή εκατοντάδες χιλιάδες.

Photo Shutterstock

Ορισμένες εκτιμήσεις ειδικών αναφέρουν ότι για να περιοριστεί η αύξηση της θερμοκρασίας κάτω από τους 2°C θα απαιτηθεί η αφαίρεση 7-9 δισεκατομμυρίων τόνων CO_²  τον χρόνο προς τα μέσα του αιώνα, σε συνδυασμό με βαθιές περικοπές εκπομπών. Σε αυτό το πλαίσιο, η OAE παρουσιάζεται ως τεχνολογία με θεωρητική δυναμική ακόμη και 1-15 δισεκατομμυρίων τόνων ετησίως, αλλά αυτά τα νούμερα κουβαλούν μια σκληρή προϋπόθεση: ότι θα στηθεί μια πλανητική υποδομή εξόρυξης, μεταφοράς, παραγωγής και διασποράς αλκαλικών υλικών, με κόστος, ενέργεια και περιβαλλοντικές επιπτώσεις που πρέπει να αποτιμηθούν. Κάποιοι ειδικοί το θέτουν απερίφραστα: αν η απομάκρυνση άνθρακα γίνει σοβαρά, θα είναι «το μεγαλύτερο εγχείρημα που έχει κάνει ποτέ η ανθρωπότητα συντονισμένα», κάτι που απαιτεί δημόσια επένδυση, θεσμικό σχέδιο και ρυθμιστικό πλαίσιο αντίστοιχο με τεράστια ιστορικά προγράμματα.

Και μετά έρχεται το ζήτημα της ασφάλειας, που δεν είναι ένα, αλλά πολλά. Στο επίπεδο της χημείας, η OAE μοιάζει με επιτάχυνση φυσικών διεργασιών. Στο επίπεδο της οικολογίας, όμως, οι λεπτομέρειες καθορίζουν τα πάντα. Υπάρχουν φόβοι για τοπικές αυξομειώσεις του pH που μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα στους εκεί οργανισμούς, για υπερκορεσμό του νερού που θα οδηγήσει σε καθίζηση ορυκτών και τελικά πιθανή απελευθέρωση CO_² , για εισαγωγή ιχνοστοιχείων και βαρέων μετάλλων μέσω πετρωμάτων ή βιομηχανικών παραπροϊόντων, για αύξηση θολότητας και μεταβολές στη διαθεσιμότητα CO_²  για το φυτοπλαγκτόν, αλλά και για μακροπρόθεσμες επιδράσεις σε τροφικά πλέγματα που είναι αδύνατον να προβλεφθούν πλήρως από σύντομα πειράματα.

Ακόμη και όταν μέρος της βιβλιογραφίας δείχνει ότι μέτριες αυξήσεις αλκαλικότητας έχουν συχνά ουδέτερες ή θετικές βιολογικές αποκρίσεις, παραμένει ένα κρίσιμο τυφλό σημείο: οι πολυετείς, πολυγενεακές επιδράσεις και η οικολογική πολυπλοκότητα των πραγματικών θαλασσών. Γι’ αυτό και πολλοί επιστήμονες υιοθετούν μια θέση ούτε πανηγυρική ούτε απορριπτική: θεωρητικά έχει πολλά υπέρ, αλλά απαιτείται περισσότερη έρευνα για το πόσο αποτελεσματική είναι η διαδικασία και πόσο μόνιμη θα αποδειχθεί τελικά η αφαίρεση.

Αυτό το μείγμα ελπίδας και αβεβαιότητας αποτυπώνεται και στα πιο εντυπωσιακά πειράματα πεδίου. Διαβάσαμε πριν από λίγες ημέρες στους «New York Times» πως στον Κόλπο του Μέιν, ο επιστήμονας του Τμήματος Χημικής Ωκεανογραφίας και Γεωχημείας στο Woods Hole Oceanographic Institution, Ανταμ Σάμπχας, και η ομάδα του πραγματοποίησαν ένα πείραμα που, κυριολεκτικά, κοκκίνισε τη θάλασσα: διοχέτευσαν αλκαλικό διάλυμα (υδροξείδιο του νατρίου) μαζί με κόκκινη χρωστική για να παρακολουθήσουν τη διασπορά του.

Η παρέμβαση ήταν σχεδιασμένη να είναι ελεγχόμενη και να διαλυθεί γρήγορα ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι κίνδυνοι για τους τοπικούς ζωντανούς οργανισμούς. Σκοπός ήταν να δημιουργηθούν συνθήκες που ενισχύουν τη ροή CO_²  από την ατμόσφαιρα στο επιφανειακό νερό και, μετά, να απαντηθεί το δυσκολότερο ερώτημα: μπορούμε να ποσοτικοποιήσουμε με ακρίβεια την πρόσθετη αφαίρεση άνθρακα;

Το πείραμα αυτό έγινε με συνοδεία δειγματοληπτικών σκαφών και υποβρύχιων ρομπότ, δείχνοντας ότι η OAE δεν είναι μια αόριστη ιδέα, αλλά ένα πεδίο σοβαρής ωκεανογραφικής έρευνας. Την ίδια στιγμή όμως προκάλεσε αντιδράσεις και φόβους, γιατί η φράση «ρίχνω χημικές ουσίες» στη θάλασσα ενεργοποιεί μνήμες ρύπανσης και την αίσθηση ότι οι ωκεανοί έχουν ήδη υποστεί αρκετή κακοποίηση.

Photo Shutterstock

Το εμπόδιο της δυσπιστίας

Και εδώ φθάνουμε σε έναν παράγοντα που αποδεικνύεται εξίσου κρίσιμος με τη χημεία: την κοινωνική αποδοχή. Σε πολλές παράκτιες κοινότητες, ιδίως όπου η αλιεία δεν είναι απλώς δραστηριότητα αλλά ταυτότητα, υπάρχει βαθιά δυσπιστία απέναντι στην ιδέα της επιστημονικής παρέμβασης. Αλιείς και τοπικοί φορείς εκφράζουν ανησυχία για άγνωστες επιπτώσεις στα ιχθυαποθέματα, για διατάραξη οικοσυστημάτων, αλλά και για το γεγονός ότι συχνά οι διαδικασίες αδειοδότησης και διαβούλευσης δεν φθάνουν έγκαιρα στους ανθρώπους που επηρεάζονται άμεσα από τις όποιες πρωτοβουλίες. Οταν η δημόσια συζήτηση γίνεται υπό πίεση, και μάλιστα σε περιόδους που άλλες παρεμβάσεις στη θάλασσα – όπως έργα υπεράκτιων ανεμογεννητριών – προκαλούν ήδη ένταση, η OAE κινδυνεύει να ενταχθεί σε ένα γενικότερο αφήγημα «μην πειράζετε τη φύση», ανεξάρτητα από το τι αποτελέσματα έχει πραγματικά. Αν οι κοινότητες δεν πεισθούν ότι υπάρχει διαφάνεια, ανεξάρτητη επιστημονική έρευνα και πραγματική πρόθεση προστασίας των οικοσυστημάτων, η τεχνολογία θα συναντήσει αντιστάσεις, ακόμη και αν τα δεδομένα δείχνουν ότι ο κίνδυνος είναι ελεγχόμενος.

Υπάρχει, βέβαια, και μια διαφορετική ανάγνωση του ζητήματος, περισσότερο πρακτική: η OAE ως στοχευμένη άμυνα απέναντι στην οξίνιση σε ευάλωτες περιοχές – ιδίως εκεί όπου η τοπική οικονομία εξαρτάται από οστρακοκαλλιέργειες ή συγκεκριμένα είδη που επηρεάζονται έντονα από την πτώση του pH. Σε τέτοιες περιπτώσεις, έχουν ήδη υπάρξει πρακτικές «buffering» σε μικρές κλίμακες, σε εγκαταστάσεις που αντλούν νερό και το ρυθμίζουν χημικά πριν το χρησιμοποιήσουν. Αυτή η οπτική μεταφέρει τη συζήτηση από την πλανητική γεωμηχανική σε μια μορφή οικολογικής θωράκισης συγκεκριμένων ζωνών. Δεν λύνει, όμως, το κεντρικό κλιματικό πρόβλημα: για να συμβάλει ουσιαστικά στη μείωση της θερμοκρασίας της Γης, η OAE πρέπει να κλιμακωθεί πολύ πέρα από την τοπική προστασία.

Το τελικό ερώτημα είναι αναπόφευκτο και πολιτικά φορτισμένο: η ωκεάνια αλκαλοποίηση είναι ένα αναγκαίο συμπληρωματικό εργαλείο ή μια επικίνδυνη μετατόπιση ευθύνης που επιτρέπει στις κοινωνίες να αναβάλλουν τη μείωση εκπομπών; Οι περισσότεροι σοβαροί επιστήμονες που ασχολούνται με το πεδίο επιμένουν ότι δεν υπάρχει αντίφαση: χωρίς δραστική περικοπή εκπομπών, κάθε παρέμβαση είναι ανεπαρκής. Ομως ο κόσμος έχει ήδη προβεί σε καθυστέρηση δεκαετιών και η αφαίρεση άνθρακα επιστρέφει ως αναγκαιότητα ακριβώς επειδή οι πολιτικές αποφάσεις δεν ακολούθησαν την επιστήμη με την απαιτούμενη ταχύτητα. Αν ο πλανήτης χρειάζεται να αφαιρεί δισεκατομμύρια τόνους CO_² ετησίως για να συγκρατήσει την υπερθέρμανση, είναι λογικό να στραφεί σε εκείνο που έχει τη μεγαλύτερη χωρητικότητα: τον ωκεανό.