(موريس روبر) في الكفاح لإبطاء قطار الشحن الجامح للتأثير المدمر للبشرية على الأرض ، يبحث العلماء بشكل متزايد في الدور الذي يمكن أن تلعبه محيطاتنا.
بالتعاون مع الصناعة ، اكتشف علماء من جامعة جنوب كاليفورنيا تقنية 'مصعد عشب البحر' التي تنتج أعشابًا بحرية وافرة ، مما يحتمل أن يوفر ارتفاع العائد الوقود الحيوي للمساعدة في فطمنا عن الوقود الأحفوري.
يتم حاليًا الحصول على العديد من أنواع الوقود الحيوي الأرضية القادرة على تشغيل السيارات والطائرات والسفن والشاحنات من المحاصيل الزراعية ذات الإنتاج الضخم مثل الذرة وفول الصويا والعشب الكهربائي. هناك العديد من المشاكل مع هذه الخيارات ، بما في ذلك استخدام مساحة أرضية محدودة لتوفير الغذاء ، واستهلاك كميات هائلة من المياه ، والتلوث الناجم عن المبيدات الحشرية والأسمدة ، والتعدي على الموائل النادرة ذات التنوع البيولوجي.
لا يقتصر الاعتماد على الطحالب البحرية العملاقة مثل الأعشاب البحرية على تجنب هذه المشاكل فحسب ، بل إن بيولوجيا الأعشاب البحرية أكثر ملاءمة أيضًا لاستخدامها كوقود حيوي.
عشب البحر العملاق ( Macrocystis pyrifera ) بمعدل مذهل يصل إلى 35 سم (14 بوصة) في اليوم ، في ظروف مثالية. وهي تشكل باستمرار سعفًا جديدة ، مما يسمح بحصاد السعف الناضجة ، والتي يمكن أن يصل طولها إلى 30 مترًا (98 قدمًا) وإلا ستتلف وتموت ، دون التأثير على نمو عشب البحر.
كما عشب البحر هو البروتيست وليس نباتًا ، فإن تركيبته الجزيئية تفتقر إلى مادة اللجنين النباتية القوية الذي يعقد العملية لتحويل محاصيل الأرض إلى وقود. علاوة على ذلك ، ينمو عشب البحر أيضًا يلتقط ثاني أكسيد الكربون ، أيّ بدوره يرفع مستويات الأس الهيدروجيني وإمدادات الأكسجين في المناطق المجاورة - مما يساعد في التخفيف من الآثار المحلية لتحمض المحيطات.
لكن تظل هناك أسئلة حول ما إذا كان بإمكاننا زراعة ما يكفي من الأعشاب البحرية لتغذية مستقبلنا بطريقة صديقة للبيئة. الآن ، ربما اكتشف الباحثون طريقة لإنتاج عشب البحر على نطاق واسع بشكل فعال - عن طريق رفع وخفض عمق عشب البحر في الماء.
`` لقد وجدنا أن عشب البحر المدور في العمق نما أسرع بكثير من المجموعة الضابطة من عشب البحر ، حيث أنتج أربعة أضعاف إنتاج الكتلة الحيوية ، '' عالمة البيئة بجامعة جنوب كاليفورنيا ديان يونغ كيم قال .
من خلال تدوير عمق عشب البحر على مدار اليوم ، اكتشف الفريق أنه يأخذ العناصر الغذائية من المياه العميقة التي كانت مفقودة بالقرب من السطح ليلاً ، مما يغذي نموه الإضافي ، بينما لا يزال يتلقى وصولاً كافياً إلى ضوء الشمس في الأعماق الضحلة خلال يوم.
وجد الفريق أن عشب البحر الذي تعرض لأعماق أكبر قد تعرض لبعض التغيرات الفسيولوجية التي جعلته أفضل تجهيزًا للتعامل مع الضغط المتزايد. هُم أكياس هوائية - الهياكل المليئة بالهواء التي تساعد سعف عشب البحر على الطفو بالقرب من الشمس - أصبحت أكثر سمكًا ومليئة بالسوائل.
بنى الباحثون مصعدًا لعشب البحر قبالة سواحل كاليفورنيا من الألياف الزجاجية والفولاذ المقاوم للصدأ ، مع عوارض أفقية يمكنهم 'زرع' عشب البحر اليافع عليها. تم تدوير الهيكل بأكمله من خلال عمود الماء باستخدام رافعة آلية تعمل بالطاقة الشمسية.
'الخبر السار هو أنه يمكن تجميع نظام المزرعة من المنتجات الجاهزة دون الحاجة إلى تقنية جديدة' شرح أحد أعضاء الفريق ، كبير المهندسين في Marine BioEnergy Brian Wilcox. بمجرد التنفيذ ، يمكن أن تؤدي مزارع ركوب الدراجات العميقة إلى طريقة جديدة لإنتاج وقود ميسور التكلفة وخالي من الكربون على مدار العام.
يمكن أن تنفتح هذه التقنية على زراعة مناطق شاسعة من المحيطات فقيرة بالمغذيات حيث لا ينمو عشب البحر عادة ، مما يسمح لنا أيضًا بالحماية أحواض الكربون الحيوية من غابات عشب البحر التي تحدث بشكل طبيعي مع الاستمرار في الاستفادة من الطحالب البنية.
حث الفريق على إجراء مزيد من التحقيق في هذا المجال ، حيث لا يزال هناك الكثير للعمل قبل أن نتمكن من معرفة ما إذا كانت هذه الفكرة جيدة حقًا كما تبدو ، بما في ذلك التكاليف ومتطلبات الطاقة التي ينطوي عليها زراعة الكتلة الحيوية لعشب البحر ونقلها وتحويلها إلى وقود سائل.
لكن علماء آخرين ، مثل سكوت ليندل ، عالم الأحياء في معهد وودز هول لعلوم المحيطات ، يعملون أيضًا على التكاثر الانتقائي لأنواع عشب البحر الأكبر والأكثر صلابة والتي ستكون أكثر ملاءمة لاستخدامها كوقود حيوي.
'في عالم المستقبل الأكثر حرارة وجفافًا ،' ليندل قال في عام 2019 ، 'سيكون من الصعب العثور على مورد أفضل للوقود الحيوي من الأعشاب البحرية المستزرعة التي لا تتطلب أرضًا صالحة للزراعة ولا مياه عذبة ولا سماد مشتق من الوقود الأحفوري على عكس المحاصيل الأرضية الحديثة.'
تم نشر هذا البحث في المتجددة والمستدامة التعليقات الطاقة .