Le broyage et l’épandage de certains types de minéraux extrait le dioxyde de carbone de l’air, mais il faut beaucoup de poussière de roche, de terre et de temps pour voir les résultats.
L’un des nombreux outils possibles pour stabiliser le climat de la Terre en réduisant le dioxyde de carbone atmosphérique a vu son potentiel mieux défini cette semaine, avec une nouvelle étude mettant en lumière l’efficacité de l’altération améliorée des roches comme moyen d’atténuer le réchauffement climatique d’origine humaine.
Lorsque certains types de roches se décomposent, elles réagissent avec l’eau et l’atmosphère pour capturer le dioxyde de carbone et l’enfermer sous une forme solide. L’altération naturelle des minéraux a toujours fait partie du cycle du carbone de la planète, agissant comme un régulateur clé des gaz à effet de serre avant que les émissions de combustibles fossiles ne perturbent le climat. Récemment, il y a eu des propositions pour essayer d’améliorer l’absorption minérale du dioxyde de carbone en broyant des roches riches en silicates et en les répandant sur d’immenses étendues de terres agricoles pour extraire le CO2 de l’air.
Jusqu’à présent, les scientifiques ont principalement mesuré à quel point cela pouvait fonctionner à l’aide d’expériences en laboratoire. La nouvelle recherche, publiée aujourd’hui dans Science, aide à établir son efficacité dans le monde réel, à l’échelle mondiale. Les résultats suggèrent que l’altération des roches élimine plus de CO2 dans un climat plus chaud et plus humide, mais montre également que ce n’est pas une solution miracle pour arrêter le réchauffement climatique.
Les scientifiques ont depuis longtemps une compréhension de base de l’altération des roches, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Sue Brantleyun géochimiste de Penn State, mais il y a eu de gros points d’interrogation, notamment comment les températures mondiales affectent la vitesse à laquelle le processus fonctionne.
« L’un des gros problèmes avec les prévisions d’altération améliorée est que nous n’avons jamais été en mesure de prendre des taux de laboratoire et de prédire avec précision les taux sur le terrain », a-t-elle déclaré. « Cela peut sembler surprenant, mais il y a tellement de processus couplés ensemble… et ils réagissent de manière non linéaire. C’est une étape vers la création de meilleurs modèles de la façon dont la Terre réagit aux perturbations comme la grande que nous causons en ce moment avec la combustion de combustibles fossiles.
Un article de Perspective connexe dans Science a expliqué que la nouvelle recherche a rassemblé toutes les observations de laboratoire sur la façon dont la température affecte le taux d’altération des roches, et a combiné ces évaluations avec des données provenant de profils de sol mondiaux et de bassins versants, montrant que le taux d’altération augmente avec la hausse des températures. .
« Cela peut s’expliquer par un éventail de processus qui se produisent dans les paysages, y compris des mécanismes physiques tels que la fracturation, la formation de nouveaux minéraux lors de l’altération et le rôle des micro-organismes », a déclaré un chercheur de l’Université d’Oxford. Bob Hilton a écrit.
« Je sais qu’au Royaume-Uni, l’idée d’altération améliorée a récemment reçu des fonds pour essayer de la faire passer du concept, quelque chose que les gens ont fait dans des laboratoires ou sur de petites zones, pour essayer de la pousser plus loin », a-t-il déclaré.
Comme pour les autres types d’atténuation du climat, il a déclaré qu’il y a « une reconnaissance croissante de tout ce que vous faites, vous voulez vous assurer que vous n’affectez pas d’autres fonctions clés. Vous ne voulez pas impacter la biodiversité. Nous ne voulons pas nous retrouver avec des impacts de pollution auxquels nous ne nous attendions pas d’autres sources.
La plupart des propositions actuelles d’utilisation de l’altération améliorée des roches pour réduire le CO2 concernent les terres agricoles, et il a déclaré que c’est là que l’accent devrait être mis.
« Je pense que les gens qui proposent de le faire sur des terres non agricoles sont vraiment scandaleux », a-t-il déclaré. « Je ne vois pas la justification de cela. » L’idée est la plus logique là où la terre est déjà utilisée pour l’agriculture, avec l’équipement pour déplacer et épandre les minéraux, a-t-il ajouté.
« Par exemple, nous broyons déjà beaucoup de calcaire dans certaines régions, et nous l’appliquons déjà aux champs agricoles », a-t-il déclaré. « Nous pourrions donc changer cela en minéraux silicatés, puis nous obtenons une réduction du CO2. »
Les nouvelles découvertes confirment d’autres estimations récentes selon lesquelles environ la moitié des terres cultivées du monde pourraient être nécessaires pour séquestrer 2 gigatonnes de CO2 par an, a déclaré Brantley.
« Et bien sûr, nous devrons convaincre la société d’autoriser beaucoup d’exploitation minière, peut-être deux ou trois fois la quantité de charbon extraite par an », a-t-elle déclaré.
Il est important de considérer également les impacts des camions utilisés pour transporter des millions de tonnes de poussière de roche, a-t-elle déclaré.
« Et nous devrons convaincre les agriculteurs de répandre la poussière et trouver des moyens pour qu’ils le fassent sans la respirer », a-t-elle ajouté. « Il a probablement sa place dans notre carquois de réponses pour le CO2 et la séquestration du CO2. Mais ce n’est pas, à mon avis, une panacée.
Une des nombreuses options d’atténuation du climat
Toutes les poussières minérales n’auraient pas besoin de provenir de nouvelles opérations minières. Une partie pourrait provenir d’activités industrielles existantes telles que la construction et la construction de routes. Et des recherches récentes suggèrent également qu’il existe des co-avantages, la poudre de roche aidant à enrichir les sols pour réduire l’utilisation d’engrais à base de combustibles fossiles.
Certaines expériences en cours montrent que la technique fonctionne dans le monde réel, a déclaré Brantley. Les chercheurs du projet Hubbard Brook Ecosystem Study épandent du silicate de calcium dans un petit bassin versant près de Woodstock, dans le New Hampshire, depuis environ 15 à 20 ans.
« Ils ont des données sur 15 à 20 ans, et ils peuvent voir qu’il y a eu plus de séquestration du carbone », a-t-elle déclaré. « Ils peuvent voir que cela se produit sur une longue période. »
Mais elle a également averti que la propagation de la poussière de roche pourrait avoir des implications directes sur la santé humaine sans précautions appropriées, car la poussière de silicate nuit aux poumons si elle est inhalée, et il existe également des traces de métaux qui pourraient constituer des menaces pour la santé s’ils sont rejetés dans l’environnement pendant le processus.
D’autres options pour extraire le CO2 de l’atmosphère comprennent l’expansion significative des zones forestières dans le monde, la fertilisation de certaines parties de l’océan avec des minéraux pour stimuler la production de plancton, la culture de cultures qui capturent le carbone et peuvent ensuite être utilisées pour produire de l’énergie à faible émission, ainsi que la capture directe de l’air, qui utilise des machines industrielles pour éliminer le CO2 de l’air par un procédé chimique.
Une étude de 2020 dans Nature a conclu que la Chine, l’Inde, les États-Unis et le Brésil ont un grand potentiel d’utilisation de l’altération des roches pour aider à atteindre les objectifs mondiaux d’élimination annuelle de 0,5 à 2 gigatonnes de CO2 de l’atmosphère, pour un coût compris entre 8 et 180 dollars. par tonne. À titre de comparaison, le coût du captage direct de l’air a récemment été estimé à environ 600 $ la tonne, bien que les nouvelles technologies pourraient le ramener à moins de 100 $. En 2021, les émissions mondiales de CO2 ont totalisé 37 gigatonnes, la plus grande part provenant de la Chine (11,47 gigatonnes) et des États-Unis (5 gigatonnes).
Selon les dernières évaluations des sciences du climat par le Groupe d’experts intergouvernemental sur les changements climatiquesl’élimination du dioxyde de carbone sera nécessaire à grande échelle dans la seconde moitié du siècle pour atteindre l’objectif de limiter le réchauffement à environ 1,5 degrés Celsius à moins que les émissions actuelles ne soient réduites de moitié d’ici 2030.
Malgré les défis liés à la mise en œuvre d’une altération améliorée des roches à une échelle significative, de nombreuses startups travaillent déjà au déploiement de projets en vue de vendre des crédits sur le marché mondial du carbone en pleine croissance. Il y a quelques jours à peine, une société appelée InPlanet a déclaré qu’elle souhaitait répandre 50 000 tonnes de poudre de roche en Amérique du Sud cette année, ce qui pourrait éliminer 10 000 tonnes de dioxyde de carbone de l’air.
Mais compte tenu de l’ampleur du problème climatique, l’altération accrue des roches devrait probablement être davantage étudiée en tant que partie potentielle de la solution, a déclaré Brantley, ajoutant que l’altération naturelle des roches contribuera à rééquilibrer le système climatique sur plusieurs millénaires.
« Nous poussons l’ours en ce moment en émettant autant de CO2 », a-t-elle déclaré. « Nous perturbons vraiment beaucoup le système climatique et il faudra beaucoup de temps pour que la Terre se rétablisse. »
