Столкнувшись с проблемой изменения климата, ученые изучают различные методы, направленные на повышение способности океанов поглощать больше углекислого газа (CO₂). Как указывают отдельные исследователи, океаническая инженерия, хотя и вызывает споры, может предложить потенциальное решение для смягчения последствий изменения климата.
Одним из наиболее изученных методов является насыщение океанов железом для стимулирования роста фитопланктона, что может оказать серьезное влияние на связывание углерода. Именно этот проект консорциум Exploring Ocean Iron Solutions (ExOIS) рассматривает для применения в широком масштабе.
Проект ExOIS предусматривает насыщение части Тихого океана железом, чтобы вызвать цветение фитопланктона на поверхности и его реализация может начаться уже в 2026 году. В рамках проекта предусматриваются полевые исследования в северо-восточной части Тихого океана, высокоточное компьютерное моделирование, мониторинг и проверка воздействия на окружающую среду, а также поиск наиболее выгодных источников железа для повышения эффективности и снижения затрат на такого рода операции.
Помимо насыщения железом, изучаются и другие новые технологии океанологической инженерии. Например, исследователи из Массачусетского технологического института разработали двухэтапный электрохимический процесс, представленный в 2023 году, направленный на увеличение способности океанов поглощать этот газ. Аналогичным образом, такие стартапы, как Ebb Carbon, используют электрохимические технологии для снижения кислотности морской воды, что позволяет увеличить поглощение CO₂ без ухудшения подкисления океана.
Еще один инновационный метод повышения щелочности океана рассматривает возможность повышения способности морской воды поглощать CO₂ за счет добавления щелочных минералов. Этот метод может временно увеличить поглощающую способность CO₂ из океанов и был проверен в недавнем эксперименте, проведенном океанографическим Институтом Вудс-Хоул. Он основан а том, что во время фотосинтеза фитопланктон потребляет CO₂, свет и питательные вещества (включая железо), что обеспечивает естественную секвестрацию углерода.
Несмотря на декларируемые перспективы, эти технологии вызывают обеспокоенность в том числе и в США по поводу отрицательного влияния на окружающую среду. Известно, что подкисление океана в результате повышенного поглощения CO₂ угрожает морским экосистемам, особенно кораллам и ракушкам. Предыдущие эксперименты по деацидификации показали различные результаты, такие как распространение токсичных видов фитопланктона, что вызывает опасения по поводу создания «мертвых зон», где потребление кислорода водорослями в некоторой степени задушит морскую флору и фауну.
В настоящее время осуществляется несколько других пилотных проектов по тестированию ряда технологий. Например, новая система Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США использует свой метод для улавливания и хранения CO₂ морской водой. Кроме того, исследователи из Университета Питтсбурга разрабатывают мембраны для улавливания CO₂ непосредственно из морской воды.
С другой стороны, проект ExOIS, подробности которого были опубликованы 9 сентября 2024 года в журнале Frontiers in Climate, рассчитывает использовать новую концепцию под названием «столетняя тонна» для измерения эффективности улавливания углерода. Запланированные полевые исследования в северо-восточной части Тихого океана надеются отследить зарождение и эволюцию цветения фитопланктона, а также судьбу углерода, улавливаемого на глубине.
Мнения экспертов относительно эффективности и безопасности океанической инженерии разделились. Согласно докладу Института мировых ресурсов (WRI), океаны уже поглотили 30% антропогенных выбросов CO₂, но новые технологии могут увеличить эту способность. Однако другие эксперты подчеркивают необходимость строгого регулирования и обширных исследований для оценки долгосрочных последствий изменения климата, прежде чем приступить к крупномасштабным экспериментам, таким как проект ExOIS.
Кроме того, как отмечают эксперты, океанологическая инженерия должна преодолеть несколько серьезных проблем, включая пополнение пока еще ограниченной базы знаний и совершенствовать слаборазвитые системы мониторинга. Высокие затраты и общественная критика отдельных технологий улавливания CO₂ также остаются серьезными препятствиями на пути их широкомасштабного внедрения. Так, предыдущие попытки, в частности, скандального предпринимателя Расса Джорджа в 2012 году, вызвали сильную общественную оппозицию (как сообщалось, он сбросил 100 тонн железной пыли у побережья Канады, но частично для того, чтобы способствовать ловле лосося).
Также не снимаются сомнения относительно того, что в целом океаническая инженерия может иметь серьезные экономические последствия.
Согласно исследованию, развивающийся рынок улавливания углерода в океане может принести миллиарды долларов инвестиций и создать множество рабочих мест в сфере экологически чистых технологий. Что касается ExOIS, консорциум пытается привлечь 160 миллионов долларов для финансирования всей программы и уже получил первоначальный грант в размере 2 миллионов долларов от Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).
