مشروع إزالة الكربون من أعماق الأرض

مشروع "انبعاث الكربون من أعماق الأرض " (DECADE) هو مبادرة تهدف إلى تحديد كمية الكربون المنبعثة من باطن الأرض (اللب، الوشاح، القشرة) إلى البيئة السطحية (مثل الغلاف الحيوي، الغلاف المائي، الغلاف الجليدي، الغلاف الجوي) من خلال عمليات طبيعية. ويُعدّ مشروع DECADE مبادرة ضمن مرصد الكربون العميق (DCO).

تُعدّ البراكين المسار الرئيسي لانتقال المواد المتطايرة ، بما فيها الكربون، من باطن الأرض إلى سطحها. ^{[ 1 ]} وثمة مسار إضافي، وإن كان أقل فهمًا، يتمثل في مرورها عبر الصدوع والفواصل في قشرة الأرض، ^{[ 2 ]} ويُشار إليه غالبًا باسم انبعاث الغازات التكتوني. عند تأسيس تحالف انبعاثات الكربون من البراكين (DCO) عام 2009، تراوحت تقديرات تدفق الكربون العالمي من المناطق البركانية بين 65 و540 مليون طن سنويًا، ^{[ 2 ]} وكانت القيود المفروضة على انبعاث الغازات التكتوني العالمي غير معروفة تقريبًا. ^{[ 2 ]} إن عدم اليقين الكبير في تقديرات انبعاث الكربون البركاني/التكتوني الحالي يجعل الإجابة عن الأسئلة الأساسية المتعلقة بميزانية الكربون العالمية أمرًا شبه مستحيل. على وجه الخصوص، يبقى أحد المجهولات الأساسية هو ما إذا كان الكربون المنتقل إلى باطن الأرض عبر الانغماس يُعاد تدويره بكفاءة إلى غلاف الأرض الصخري ، والقشرة، والبيئة السطحية من خلال انبعاث الغازات البركانية والتكتونية، أم أن كميات كبيرة من الكربون تُدفن في أعماق الوشاح. ^{[ 3 ]} ولأن كميات كبيرة من كربون الوشاح تُطلق أيضًا من خلال النشاط البركاني في منتصف المحيط ، فإذا كانت مدخلات ومخرجات الكربون في مناطق الانغماس متوازنة، فسيكون التأثير الصافي هو اختلال في ميزانية الكربون العالمية، حيث يُزال الكربون بشكل تفضيلي من أعماق باطن الأرض ويُعاد توزيعه إلى خزانات أكثر ضحلة، بما في ذلك غلاف الأرض الصخري ، والقشرة، والغلاف المائي، والغلاف الجوي . وقد تعني تبعات ذلك أن تركيزات الكربون في البيئة السطحية قد زادت عبر تاريخ الأرض، مما له تأثير كبير على تغير المناخ.

يدرس المشروع كيفية دوران الكربون عبر باطن الأرض، وقد تنبه الأنماط في بيانات الانبعاثات البركانية العلماء إلى احتمال حدوث ثوران بركاني وشيك. ^{[ 4 ]}

يهدف المشروع إلى تحسين تقديرات انبعاثات الكربون العالمية. ويعتمد المشروع على الجيوكيمياء وعلم الصخور وعلم البراكين لتوفير قيود على تدفق الكربون البركاني العالمي من خلال: 1) إنشاء قاعدة بيانات لتراكيب وتدفقات الغازات البركانية والحرارية المائية المرتبطة بقاعدة بيانات EarthChem/PetDB وبرنامج سميثسونيان العالمي للبراكين ، 2) بناء شبكة رصد عالمية لقياس تدفق الكربون البركاني لعشرين بركانًا نشطًا بشكل مستمر، 3) قياس تدفق الكربون للبراكين البعيدة التي لا تتوفر عنها بيانات أو تتوفر عنها بيانات قليلة فقط، 4) تطوير أجهزة ميدانية وتحليلية جديدة لقياس الكربون ورصد تدفقه، 5) إقامة تعاون رسمي مع مراصد البراكين حول العالم لدعم أنشطة قياس ورصد الغازات البركانية . ^{[ 5 ]}

انطلقت مبادرة DECADE في سبتمبر 2011 من قِبل اللجنة المعنية بكيمياء الغازات البركانية التابعة للجمعية الدولية لعلم البراكين وكيمياء باطن الأرض، وذلك خلال ورشة العمل الميدانية الحادية عشرة. ^{[ 6 ]} وتم خلالها تحديد نطاق عمل المبادرة بشكل عام، ووضع هيكلها الإداري. تتلقى DECADE دعمًا ماليًا من مرصد الكربون العميق لتحقيق أهداف المشروع، حيث يُوزع هذا الدعم على أعضاء DECADE بناءً على تقديم مقترحات المشاريع ومراجعتها من قِبل جهات خارجية، أو بموافقة مجلس الإدارة. وتُغطى جميع المشاريع بتمويل مُكمّل من الباحثين الأفراد أو من جهات تمويل أخرى. ويقود المبادرة مجلس إدارة يتألف من تسعة أعضاء، بمن فيهم رئيس ونائبان للرئيس. ويبلغ عدد أعضاء مبادرة DECADE حاليًا حوالي 80 عضوًا من 13 دولة.

اعتبارًا من عام 2025تشمل الأعمال التي تدعمها المبادرة كلياً أو جزئياً ما يلي:

• تعديل قاعدة بيانات IEDA EarthChem لتشمل بيانات تكوين الغازات البركانية وتدفق الغازات.
• تجهيز 9 براكين ( بركان ماسايا ، بركان تورّيالبا ، بركان بواس ، نيفادو ديل رويز ، جاليراس ، فيلاريكا (الأجهزة التي دمرتها الانفجارات البركانية)، بوبوكاتيبتل ، جبل ميرابي ، واكاري / الجزيرة البيضاء ) بمحطات نظام تحليل الغاز متعدد المكونات الدائمة (Multi-GAS) لقياسات _ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت _شبه المستمرة وقياسات تدفق ثاني أكسيد _{الكبريت} شبه المستمرة باستخدام miniDOAS.
• تحديد كمية انبعاثات الغازات البركانية وتكويناتها من المناطق النائية مثل الأقواس البركانية في جزر ألوشيان وفانواتو وبابوا غينيا الجديدة. ^{[ 7 ]}
• القياسات الأولى لانبعاثات الغاز من بركاني جبل برومو وأناك كراكاتوا، كراكاتوا إندونيسيا. ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• تحديد التغيرات الكيميائية للغازات البركانية كمؤشرات أولية للثوران في بركاني بواس وتوريالبا، كوستاريكا. ^{[ 10 ] [ 11 ]}
• أخذ عينات محمولة جواً من أعمدة الدخان البركاني لتحليل نظائر الكربون باستخدام مطياف دلتا راي للأشعة تحت الحمراء. ^{[ 12 ]}
• تحديد انبعاث _ثاني أكسيد الكربون المنتشر في جزر الأزور. ^{[ 13 ]}
• تحديد كمية انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون العالمية من البراكين أثناء الانفجارات، والتخلص السلبي من الغازات والتخلص المنتشر من الغازات ^{[ 14 ] [ 15 ]}

تتم مراقبة البراكين التالية حاليًا من قبل مبادرة DECADE:

• براكين العقد - مجموعة من البراكين التي تُعتبر خطيرة بشكل خاص 
• حزام النار – حزام تكتوني للزلازل والبراكين 

• إزالة الكربون من أعماق الأرض
• قاعدة بيانات علم الصخور Earthchem/petdb
• برنامج البراكين العالمي