UC Davis와 Cornell University의 과학자들은 부서진 화산암을 농지에 적용하면 캘리포니아와 같이 가뭄이 자주 발생하는 지역에서도 토양에 탄소를 저장할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 “강화된 암석 풍화 작용”은 전 세계적으로 시행된다면 75년 동안 최대 2,150억 톤의 이산화탄소를 포집할 수 있습니다. 건조한 조건에서 이 기술이 성공한다는 것은 기후변화로 인해 지구 표면의 41%를 차지하는 건조지가 확대될 가능성을 시사한다.

현장 테스트를 통해 건조한 기후에서도 토양에 저장된 탄소가 밝혀졌습니다.

분쇄된 화산암을 농지에 추가하면 공기에서 탄소를 제거하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 현장 연구에서 캘리포니아 대학교, 데이비스 대학교, 코넬 대학교의 과학자들은 이 기술이 캘리포니아의 극심한 가뭄 중에도 토양에 탄소를 저장한다는 사실을 발견했습니다. 해당 연구는 저널에 게재되었습니다. 환경 연구 커뮤니케이션.

비는 떨어지는 동안 공기로부터 이산화탄소를 흡수하고 화산암과 반응하여 탄소를 가두어 둡니다. 암석 풍화라고 불리는 이 과정은 수백만 년이 걸릴 수 있으며 지구 온난화를 상쇄하기에는 너무 느립니다. 그러나 암석을 미세한 먼지로 분쇄함으로써 암석의 풍화 속도가 증가합니다. 이전의 연구 이러한 “향상된” 암석 풍화작용이 전 세계적으로 농경지에 확산된다면 향후 75년 동안 2,150억 톤의 이산화탄소를 저장할 수 있을 것으로 추산됩니다.

그러나 지금까지 이 기술은 건조한 기후에서 현장 테스트를 거치지 않았습니다.

UC Davis의 연구원들은 분쇄된 화산암을 농지에 추가하면 공기 중 이산화탄소를 제거할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 “향상된” 암석 풍화 작용은 건조한 기후에서도 작동합니다. 신용: 에이미 퀸튼/UC 데이비스

“이러한 반응에는 물이 필요합니다.”라고 UC Davis의 토지, 대기 및 수자원학과의 토양 및 생지화학 박사 과정 수석 저자인 Iris Holzer는 말했습니다. “우리는 향상된 풍화를 위한 지구 탄소 저장의 잠재력에 관심이 있기 때문에 이것이 이러한 건조한 기후에서 작동할 수 있는지, 다양한 측정 방법이 효과적인지 이해해야 합니다. 우리는 이 환경에서 탄소 제거를 모니터링하게 되어 기뻤습니다.”

캘리포니아 건조지대: 탄소 저장을 위한 새로운 개척지

연구자들은 새크라멘토 밸리에 있는 5에이커의 휴경 옥수수밭에서 현무암과 감람석의 분쇄된 암석을 사용했습니다. 그들은 2020~2021년 겨울 동안 측정값을 수집했습니다. 당시 캘리포니아는 극심한 가뭄에 시달리고 있었는데, 강수량은 과거 평균의 41%에 달했습니다.

연구에 따르면 부서진 암석이 포함된 부지는 부서진 암석이 없는 부지와 비교하여 연구 기간 동안 헥타르(2.47에이커)당 0.15톤의 이산화탄소를 저장한 것으로 나타났습니다. 연구자들은 환경에 따라 내후성 비율이 다를 것으로 예상하지만, 캘리포니아 농경지 전체에서 이 정도의 탄소가 제거된다면 매년 도로에서 350,000대의 자동차를 끄는 것과 같습니다.

스프레더는 부서진 현무암을 센트럴 밸리의 휴경지 옥수수 밭으로 내립니다. 신용: 에이미 퀸튼/UC 데이비스

시사점 및 향후 방향

“우리는 짧은 기간에 풍화가 일어나고 있다는 증거를 확실히 확인했습니다.”라고 Holzer는 말했습니다. “서쪽에서 드물게 내리는 폭우조차도 암석의 풍화 작용을 강화하고 이산화탄소를 제거하는 데 충분할 수 있습니다.”

더 큰 규모로 탄소 저장량을 측정 및 검증하고 시간 경과에 따라 이를 추적하는 것이 다음 과제라고 Holzer는 말했습니다.

지구 표면의 41%는 기후 변화로 인해 팽창하고 있는 건조지로 덮여 있습니다. 이로 인해 건조지에서 강화된 암석 풍화에 대한 연구가 점점 더 중요해지고 있다고 연구진은 말했습니다.

수석 연구원인 벤자민 지(Benjamin Zee)는 이렇게 말했습니다. 코넬대학교 농업생명과학대학 학장인 홀튼(Holton)은 “글로벌 탄소 곡선을 구부리는 데 있어서 우리는 시간과의 경쟁을 벌이고 있습니다.”라고 말했습니다. “우리의 연구는 강화된 풍화 작용을 통해 이산화탄소 제거를 검증하는 새로운 방법을 보여 주며 전 세계 농지에서 이 기술을 확장하기 위한 중요한 도약입니다.”

참조: Iris O. Holzer, Malika A. Nocco 및 Benjamin Z. Holton의 “농지 토양의 풍화 강화를 통한 대기 이산화탄소 제거에 대한 직접적인 증거”, 2023년 10월 18일, 환경 연구 커뮤니케이션.
도이: 10.1088/2515-7620/acfd89

다른 저자로는 UC Davis 토지, 공기 및 수자원부의 Malaika Nocco가 있습니다.

근로 토지 혁신 센터의 일부인 이 연구는 캘리포니아 전략적 성장 협의회, Grantham 재단, Roger Sant 및 Doris Matsui의 자금 지원을 받았습니다. Standard Industries 회사인 Aggregates and Mining Company, SGI는 캘리포니아주 이온에 있는 현장에서 부서진 현무암을 기증했습니다.