Tengeri baktériumok genetikai módosításával gyorsítanák fel az óceáni kőzetmállást a Harvard Egyetem kutatói. A légköri szén-dioxid megkötése lassú természetes folyamat, ám a szintetikus biológiai beavatkozás többszörösére növelheti a hatékonyságot.
A természetes kőzetmállás évmilliók óta alapvető szerepet játszik a Föld éghajlatának szabályozásában. Amikor a szilikátásványok, mint például a gyakori olivin, reakcióba lépnek a vízzel és a szén-dioxiddal, az üvegházhatású gáz ártalmatlan bikarbonát formájában kötődik meg a tengervízben. Ez a folyamat a természetben rendkívül lassú, így az emberi kibocsátás ellensúlyozására önmagában alkalmatlan. A Harvard Egyetem Wyss Intézetének és a Stanford Egyetemnek a szakértői olyan eljárást dolgoztak ki, amellyel közvetlenül a kőzetek felületén szüntethetők meg a mállást fékező kémiai akadályok.
A rozsdaréteg áttörése szintetikus biológiával
A szilikátkőzetek mállása során a magnézium és a szilikát mellett vas is felszabadul. Az oxigénnel érintkező vas azonban rozsdaréteget képez a kőzet felületén, ami páncélként akadályozza a további kémiai reakciókat. A vadon élő mikroorganizmusok úgynevezett sziderofór molekulákat bocsátanak ki, amelyek képesek megkötni és feloldani a vasat. Amint azonban a természetes baktériumok elegendő vashoz jutnak a saját növekedésükhöz, azonnal leállítják ezen szerves vegyületek termelését.
A kutatók az Alteromonas macleodii nevű tengeri baktériumot alakították át genetikailag. Megváltoztatták a mikróba belső szabályozási rendszerét, így az a környezeti vasmennyiségtől függetlenül, folyamatosan nagy mennyiségben választja ki a sziderofórokat. Ennek eredményeként a baktérium megszakítás nélkül mentesíti a kőzetfelszínt a felhalmozódó rozsdától, utat engedve a folyamatos mállásnak.
Bioreaktorok és a 2,6-szeres gyorsulás
A szakértők kőzet-tengervíz bioreaktorokban tesztelték a módosított mikróbákat. A mérések szerint a szintetikus baktériumtörzs jelenlétében az olivin oldódási sebessége 2,6-szeresére nőtt a kezeletlen tengervízi környezethez képest. Ez a gyorsulás lehetővé teszi, hogy egységnyi idő alatt jelentősen több szén-dioxid alakuljon át a tengervízben stabil bikarbonáttá.
Az eljárás ipari léptékű alkalmazhatósága azért kiemelten fontos, mert a kizárólag szárazföldi kőzetszórásra vagy tisztán kémiai folyamatokra építő szén-dioxid megkötés energiaigénye és logisztikai költsége magas. A biológiailag támogatott mállás zárt tengeri bioreaktorokban vagy part menti létesítményekben is működtethető, csökkentve a környezeti kockázatokat.
A mesterséges kőzetmállás jövőbeli távlatai
A globális klímacélok eléréséhez a kibocsátások csökkentése mellett elengedhetetlen a légkörben lévő szén-dioxid megkötése és tartós tárolása. A tengervízi bikarbonát-képződés évezredes stabilitást biztosít a szén számára, miközben az óceánok elsavasodása ellen is védelmet nyújthat.
A genetikai mérnöki eszközök és a geológiai folyamatok ötvözése új távlatokat nyit a klímavédelemben. Bár a technológia méretezése és a gyakorlati alkalmazás még további vizsgálatokat igényel, a laboratóriumi eredmények igazolják, hogy a mikroorganizmusok célzott átprogramozásával felgyorsíthatók a bolygó természetes öntisztító folyamatai.
