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海藻運用在海洋碳匯(藍碳)之可行性探討

  • 作者:許自研、吳豐成/東港養殖研究中心

近年來極端天氣事件頻繁發生,如侵襲北非的熱浪、肆虐希臘的野火、席捲法國的龍捲風及西班牙降下大如網球的冰雹等。這些災害很可能與人為活動有關。學界普遍認為,全球暖化對氣候系統的運作造成了影響,而暖化主要源自人類活動所排放的大量溫室氣體,例如二氧化碳與甲烷等。自工業革命以降,二氧化碳濃度已提高了35%,甲烷則上升了250%,增幅相當可觀。

藍碳(blue carbon)是一個具有巨大發展潛力的選擇,有助於降低大氣中二氧化碳的濃度。所謂藍碳是指存儲在沿海和海洋生態系統中的碳。這些生態系統包括濕地、河口、紅樹林、海草床(圖1)、海藻床(圖2)、珊瑚礁(圖3)、深海底泥及海底沉積物等。這些地區中的植物和有機物質吸收了大氣中的二氧化碳,然後將其轉化為含碳有機質 (碎屑和沈積物)。這些碳儲存在土壤和植物中,在一定程度上減少了二氧化碳的排放。其中的海藻床因為能夠進行光合作用吸收二氧化碳,並將其轉化為生物組織,被視為一種碳捕捉(carbon capture)。然而遺憾的是,海藻床在短期內雖然可以有效減少大氣中二氧化碳的濃度,但是一旦藻體死亡腐爛後,二氧化碳就會重新釋放回到大氣循環中,因此它並非長久的碳封存(carbon storage)。

圖1、小琉球周邊海域之海草床(單脈二藥草)

圖1、小琉球周邊海域之海草床(單脈二藥草)

圖2、恆春周邊海域之海藻床

圖2、恆春周邊海域之海藻床

圖3、恆春周邊海域之珊瑚礁

圖3、恆春周邊海域之珊瑚礁

為了解決這個問題,學者Victor Smetacek建議在大西洋海域養殖馬尾藻(Sargassum spp.)(圖4),並且使用管路從海底抽取富營養鹽之海水至表層,以提供藻體所需的營養。當海藻大量繁生後,再利用特殊機器將海藻蒐集成捆,然後投送至海底深處。由於深海環境極度缺氧,藻體通常不易腐爛(或腐爛速度極為緩慢),因此藻體所吸收的二氧化碳也會被封存在海底,這樣的做法或許有望實現碳封存的理想目標。

圖4、棲息於水下之馬尾藻

圖4、棲息於水下之馬尾藻

無獨有偶,英國新創公司Seaweed Generation也提出利用機器人收集野生馬尾藻群體,再將其沉入海底的構想。大西洋馬尾藻海是自然形成的奇景,據估算藻體重達2,420萬公噸。如此廣袤的面積,除了遮蔽陽光及妨礙海洋生物游動外,腐爛後造成的毒素及汙染亦相當驚人。因此如能移除並封存大量的馬尾藻,對於生態環境來說大有裨益。該項方案具體實施方式為利用太陽能小船蒐集馬尾藻後,將其拉入深海中。據研究指出,馬尾藻的氣囊構造在水深200公尺以下會發生破裂進而失去浮力(圖5),此時便會自然沉入海底。但以上兩項計畫目前仍在試驗當中,尚無法的知實際成效,期盼能早日傳出捷報!

圖5、馬尾藻具有氣囊構造可提供浮力

圖5、馬尾藻具有氣囊構造可提供浮力