Wie das Hacken der Photosynthese Abholzung und Hungersnot bekämpfen könnte

Wie das Hacken der Photosynthese Abholzung und Hungersnot bekämpfen könnte Wie man Mikroalgen perfekt züchtet. Pétur Már Gunnarsson, Autor zur Verfügung gestellt

Möglicherweise können Sie zum Frühstück, Mittag- und Abendessen keine Sojabohnen vertragen, aber die Tiere, die Sie essen, tun dies. Der Anbau der Grundnahrungsmittel nimmt die fünffache Fläche ein Großbritannien, und 85% dieser Bereich wird als Tierfutter verwendet. Dank des prognostizierten schnellen Wachstums in beiden Bereichen Weltbevölkerung und in der fleischfressenden Welt Mittelschichtwird die Nachfrage nach Sojabohnen auf wachse 80% von 2050 - mehr als jedes andere Grundnahrungsmittel.

Unser Wunsch nach tierischen Erzeugnissen ist bereits jetzt für die Abholzung von Ackerland verantwortlich weite Schwaden des Amazonas und anderer Regenwälder. Dieser massive Anstieg der Nachfrage wird wahrscheinlich zu einer noch größeren Zerstörung führen, und zwar genau zu dem Zeitpunkt, an dem wir die Nachfrage drosseln müssen zweitgrößte Ursache der globalen Erwärmung.

Aber diese Zerstörung ist noch keine Gewissheit. Ich bin vor kurzem nach Island gereist untersuchen Eine hochmoderne kommerzielle Technologie, die die Photosynthese auflockert. Dies könnte dazu beitragen, die artenreichen, CO₂-saugenden Ökosysteme zu schützen, die für die Gesundheit unseres Planeten so wichtig sind.

Photosynthese hacken

Licht, Kohlendioxid und Wasser geben Pflanzen Leben. Durch PhotosynthesePflanzen wandeln diese drei Zutaten in die lebenswichtigen Kohlenhydrate um, die zum Gedeihen und Blühen benötigt werden. Die konventionelle Landwirtschaft hat jedoch überraschend wenig Einfluss auf diese Faktoren. Es hängt davon ab, dass die Sonne scheint, und während die Bewässerung den Ernteertrag erheblich verbessert hat, herrscht Wasserknappheit oft ein Problem für Landwirte.

Klimalösungen Ein Soja-Feld frisst in den Amazonas-Regenwald. Titelseite / Shutterstock

Diese neuartige Methode, die im geothermischen Park Hellisheidi in Island erprobt wurde, tauscht Sonnenlicht mit LED-Licht, Süßwasser mit salzigem „Brackwasser“ und Umgebungsluft mit konzentriertem Kohlendioxid aus und regelt ihre Konzentrationen in innovativen Modulen, den sogenannten Fotobioreaktoren. Stellen Sie sich sie als Kernreaktoren vor, mit Ausnahme von konzentriertem CO2 und Licht als Input und organischem Material als Output.

Diese Photobioreaktoren sind dafür ausgelegt, keine Sojabohnen, sondern pflanzliche Mikroorganismen zu züchten. In Röhrchen unterschiedlicher Form und Größe werden mit Mikroalgen angereicherte Flüssigkeiten vorsichtig gerührt und Licht, Wasser und CO₂ ausgesetzt. Verwendung der gleichen Logik wie bei Systemen von NASA Für die Raumfahrt recyceln sie Kohlenstoff, Phosphor und Stickstoff. Im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft ermöglichen diese Regelkreise eine wesentlich bessere Kontrolle und Messung von Düngemitteln und Wasser, nutzen CO₂ effizienter und sind weniger anfällig für Ernteausfälle durch Kontaminationen, Schädlinge und Stürme.

Vor allem maximieren sie die Effizienz des Hauptbestandteils der Photosynthese: Licht. Indem die Mikroalgenflüssigkeit ständig in Bewegung bleibt und Temperatur und Erntezeitpunkt genau reguliert werden, werden diese Mikroorganismen der maximalen gesunden Lichtmenge ausgesetzt, wodurch die natürlichen Einschränkungen des Tag-Nacht-Zyklus und des Wetters beseitigt werden.

Klimalösungen Ein ziemlicher Unterschied. Asaf Tzachor / Autor zur Verfügung gestellt, Autor zur Verfügung gestellt

Mit dieser Technik können Photobioreaktoren Sojabohnen einen ähnlichen Nährstoffgehalt bei weniger als 0.6% des Land- und Wasserverbrauchs liefern. Eine Produktionseinheit verwendet 130m², um 10,500kg Biomasse pro Jahr anzubauen - eine 200-fache Verbesserung der Ressourceneffizienz.

Eine skalierbare Lösung

Die Reaktoren haben einen minimalen ökologischen Fußabdruck. Islands Reaktoren werden mit Strom versorgt geothermischund kann mit jeder Form von erneuerbarem Strom kombiniert werden. Nach den Kohlenstoffkosten der Produktion sind sie Nettoabsorber von CO₂. Sie machen Pestizide und Herbizide überflüssig. Sie können auf unproduktiven Böden platziert und wie LEGO Steine ​​vertikal gestapelt werden. Der modulare Aufbau könnte sogar in Innenstädten eingesetzt werden.

Entscheidend ist, dass die Technologie kostengünstig ist. Vor allem dank der Vermarktung von Cannabis ist die LED-Technologie jetzt viel billiger und effizienter als zuvor, und andere neuere technische Innovationen haben die Kosten weiter gesenkt. Berücksichtigt man die monetären Kosten der Umwelt- und Sozialschäden, die durch den Anbau von Soja verursacht werden, bieten Mikroalgen jetzt ein viel besseres Preis-Leistungs-Verhältnis - allerdings mit einem höheren Investitionsbedarf für die Produzenten. Während die Umstellung von konventioneller Landwirtschaft auf technische Fertigkeiten eine kurze Zeit intensiver Schulung erfordern würde, würden sowohl für Landwirte als auch für Staaten diese Kosten durch höhere Gewinne und einfachere Produktion bei weitem aufgewogen.

Klimalösungen Äußerlich weniger bunt. Pétur Már Gunnarsson / Autor zur Verfügung gestellt, Autor zur Verfügung gestellt

Weitere Versuche sind erforderlich, um zu beweisen, dass eine vollständig auf Mikroalgen basierende Ernährung die Tiergesundheit auf lange Sicht nicht beeinträchtigt, doch Untersuchungen legen nahe, dass sie das Potenzial haben, sich zu ernähren Küken, Hühner, Schweine, und Kühe. Mit Photobioreaktoren könnten bereits Mikroalgenstämme gezüchtet werden, die auch für den menschlichen Verzehr geeignet sind, beispielsweise die beliebte Biolebensmittel-Spirulina.

Die Viehwirtschaft neigt wie viele andere Industrien dazu, sich dem Wandel zu widersetzen. Aber diese alternativen Nahrungsmittelsysteme sind jetzt erreichbar, und wenn sie von sojaabhängigen Regierungen unterstützt werden, könnte die Technologie Millionen Hektar Regenwald einsparen und Platz für die Menschen schaffen umbauen von bereits abgeholzten Gebieten. Da der Druck auf die Länder, die Emissionen zu senken, zunimmt, dürfte ein solcher Wechsel immer attraktiver werden.

Es könnte auch wertvolle Land- und Wasserressourcen freisetzen, um eine Bevölkerung zu ernähren, von der erwartet wird, dass sie um eins zunimmt Hälfte in den nächsten 80 Jahren. Mit extremeren Mustern von Überschwemmung, Dürre und Ernteausfall ist zu rechnen der Planet erwärmt sich Solche Photobioreaktoren könnten eine Hungersnot für Millionen abwenden. Wie bei vielen existenziellen Problemen des Planeten gibt es auch hier Lösungen. Wir müssen sie nur umsetzen.

Über den Autor

Asaf Tzachor, wissenschaftlicher Mitarbeiter und leitender Forscher für Ernährungssicherheit am CSER, University of Cambridge

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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