Att tillföra krossat stendamm till jordbruksmark kan dra ner upp till två miljarder ton koldioxid (CO) ₂ ) från luften per år och hjälpa till att uppfylla viktiga globala klimatmål, enligt en stor ny studie ledd av University of Sheffield.

Tekniken, känd som förbättrad stenvittring, innebär att man sprider finkrossad basalt, en naturlig vulkanisk sten, på åkrar för att öka jordens förmåga att utvinna CO ₂ från luften.

I den första bedömningen nation för nation, publiceras i Natur , forskare har visat metodens potential för koluttag av stora ekonomier, och identifierade kostnaderna och tekniska utmaningar för att skala upp metoden för att hjälpa till att möta ambitiösa globala CO ₂ borttagningsmål. Forskningen leddes av experter vid University of Sheffields Leverhulme Center for Climate Change Mitigation, och universitetets energiinstitut.

Att uppfylla Parisavtalets mål att begränsa den globala uppvärmningen till under 2C över förindustriella nivåer kräver drastiska minskningar av utsläppen, samt aktivt avlägsnande av mellan två och 10 miljarder ton CO ₂ från atmosfären varje år för att uppnå nettonollutsläpp till 2050. Denna nya forskning ger en detaljerad initial bedömning av förbättrad bergsvittring, en storskalig CO ₂ borttagningsstrategi som skulle kunna ge ett stort bidrag till detta arbete.

Författarnas detaljerade analys fångar några av osäkerheterna i förbättrad vittringsCO ₂ uttagsberäkningar och, på samma gång, identifierar de ytterligare områden av osäkerhet som det framtida arbetet behöver ta itu med specifikt genom storskaliga fältförsök.

Studien visade att Kina, USA och Indien - det högsta fossila bränslet CO ₂ utsläppare – har den högsta potentialen för CO ₂ neddragning med stendamm på odlingsmarker. Tillsammans, dessa länder har potential att ta bort cirka 1 miljard ton koldioxid ₂ från atmosfären, till en kostnad som är jämförbar med den för andra föreslagna strategier för avlägsnande av koldioxid (80-180 USD per ton CO) ₂ ).

Indonesien och Brasilien, vars CO ₂ utsläppen är 10-20 gånger lägre än i USA och Kina, visade sig också ha relativt hög CO ₂ borttagningspotential på grund av deras omfattande jordbruksmark, och klimat som accelererar effektiviteten av stenvittring.

Forskarna föreslår att möta efterfrågan på stendamm för att genomföra storskalig CO ₂ neddragning kan uppnås genom att använda lager av silikatstensdamm som blivit över från gruvindustrin, och uppmanar regeringar att utveckla nationella inventeringar av dessa material.

Kalciumrika silikatbiprodukter från järn- och ståltillverkning, samt avfallscement från konstruktion och rivning, kan också bearbetas och användas på detta sätt, förbättra hållbarheten i dessa industrier. Dessa material återvinns vanligtvis som lågvärdigt ballast, lagras på produktionsplatser eller deponeras. Kina och Indien skulle kunna leverera det stendamm som behövs för storskalig CO ₂ dra ner på sina odlingsmarker med helt återvunnet material under de kommande decennierna.

Tekniken skulle vara enkel att implementera för bönder, som redan tenderar att tillsätta jordbrukskalk till sina jordar. Forskarna efterlyser politisk innovation som kan stödja flera FN-mål för hållbar utveckling med hjälp av denna teknik. Regeringens incitament för att uppmuntra jordbruksbruk av stendamm skulle kunna förbättra jordens och jordbrukets försörjning, samt minska CO ₂ , potentiellt gynna världens 2,5 miljarder småbrukare och minska fattigdom och hunger.

Professor David Beerling, Direktör för Leverhulme Center for Climate Change Mitigation vid University of Sheffield och huvudförfattare till studien, sade:"Koldioxiduttagsstrategier som kan skalas upp och som är kompatibla med befintlig markanvändning krävs akut för att bekämpa klimatförändringarna, tillsammans med djupa och varaktiga utsläppsminskningar.

"Att sprida stendamm på jordbruksmark är en enkel, praktisk CO ₂ neddragningsstrategi med potential att öka markhälsa och livsmedelsproduktion. Våra analyser avslöjar de stora utsläppsländerna – Kina, USA, Indien – har störst potential att göra detta, betonar deras behov av att ta sig an utmaningen. Storskaliga forskningsutvecklings- och demonstrationsprogram, liknande de som pionjärer av vårt Leverhulme-center, behövs för att utvärdera effektiviteten av denna teknik på fältet."

Professor Steven Banwart, en partner i studien och chef för Global Food and Environment Institute, sade:"Praktiken att sprida krossat sten för att förbättra jordens pH är vanligt i många jordbruksregioner över hela världen. Tekniken och infrastrukturen finns redan för att anpassa dessa metoder för att utnyttja basaltstensdamm. Detta erbjuder en potentiellt snabb övergång i jordbruksmetoder för att hjälpa till att fånga upp CO ₂ i stor skala."

Professor James Hansen, en partner i studien och chef för klimatvetenskapen, Program för medvetenhet och lösningar vid Columbia University's Earth Institute, sa:"Vi har passerat den säkra nivån för växthusgaser. Att minska utsläppen av fossila bränslen är avgörande, men vi måste också utvinna atmosfärisk CO ₂ med kassaskåp, säkra och skalbara strategier för borttagning av koldioxid för att böja den globala CO ₂ kurva och begränsa framtida klimatförändringar. Fördelen med CO ₂ borttagning med krossade silikatstenar är att det kan återställa försämrad matjord, som stöder livsmedelssäkerhet för miljarder människor, och därigenom uppmuntrar till utbyggnad."

Professor Nick Pidgeon, en partner i studien och chef för Understanding Risk Group vid Cardiff University, sa:"Avlägsnande av växthusgaser kan mycket väl bli nödvändigt när vi närmar oss 2050, men vi får inte glömma att det också väcker djupgående etiska frågor angående vårt förhållande till den naturliga miljön. Dess utveckling bör därför åtföljas av bredast möjliga offentliga debatt om potentiella risker och fördelar."