根据一项新研究，首次成功量化了这些气候效益，将磨碎的硅酸盐岩石应用于中西部的农田可以捕获大量的二氧化碳，并防止其在大气中积聚。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和Leverhulme减缓气候变化中心(LC3M)的研究人员与Eion公司合作，开发了一种新的方法来计算应用于农田土壤的玄武岩修正剂减少二氧化碳的潜力，这一过程被称为增强风化。

传统的行栽农业向大气中释放了大量来自土壤的碳，即二氧化碳，这是一种温室气体，是气候变化的主要驱动因素。随着风化作用的增强，硅酸盐岩石被应用于农田，在碳到达大气之前将其捕获。随着岩石风化，钙和镁被释放出来，与溶解的二氧化碳反应产生碳酸氢盐，基本上锁定了气体，并将其无害地转移到地下水中。

然而，量化其碳捕获潜力一直是个挑战——直到现在。伊利诺斯州的研究小组能够计算出用于玉米和芒草田的玄武岩修正剂的风化率和二氧化碳减排潜力。这些因素对于优化碳封存的努力和希望获得碳信用额的农民来说至关重要。

“除了减少排放，我们迫切需要有效的方法来减少大气中的二氧化碳。我们的研究结果表明，玄武岩应用于农场对农民和地球来说可能是双赢的，既能提高产量，又能减少二氧化碳，”研究报告的合著者埃文·德卢西亚说，他是可持续发展、能源和环境研究所(iSEE)的名誉主任，g·威廉·阿伦兹植物生物学名誉教授，也是伊利诺伊州高级生物能源和生物产品创新中心(CABBI)的联合研究员。

这项突破是伊利诺斯能源农场五年研究的结果，发表在《全球变化生物学-生物能源》杂志上。该研究由iSEE和Carl R. Woese基因组生物学研究所(IGB)的研究科学家DeLucia和Ilsa Kantola领导。

这项工作是iSEE与英国谢菲尔德大学Leverhulme中心合作的一部分，该中心正在研究增强风化作用以去除世界各地的二氧化碳:马来西亚、澳大利亚、英国和美国。

在这种情况下，研究人员连续四年在能源农场的两块地里反复使用磨碎的玄武岩——一块地轮作玉米/大豆作物，另一块地轮作芒草(Miscanthus x giganteus)，这是一种多年生草，正在成为替代化石燃料的多产生物能源作物。

研磨玄武岩加速了自然风化过程，其中包括两种化学反应。首先，大气中的二氧化碳在雨水中溶解，产生碳酸。然后，酸与土壤中的岩石粉尘发生反应，形成碳酸氢盐，这是一种可溶化合物，可以与土壤中的水一起浸出;它将二氧化碳从大气中重新引导到水循环中，在那里它可以无害地进入水道，并有可能帮助对抗海洋酸化。玄武岩含有钙、镁、磷和风化过程中释放的少量营养物质，有利于土壤肥力。

伊利诺斯州的研究小组通过测量添加玄武岩后土壤中稀土元素的变化，并将其与系统中的钙和镁进行比较，计算出了玄武岩的二氧化碳减少和风化速率。稀土元素是“粘性的”，随着玄武岩的增加，它们会以微量在土壤中积累，钙和镁会因风化作用而释放出来，其中一些会被作物吸收。稀土元素的差异表明了玄武岩的用量，因此也就表明了钙和镁的用量;土壤中钙和镁的预期含量与实际含量之间的差异告诉研究人员土壤中的反应消耗了多少钙和镁。

计算表明，增强的风化作用使玉米地块的大气净碳损失减少了42%。与保护性耕作或覆盖作物相结合，玄武岩的应用可以将玉米变成一个净碳汇。在芒草地块，储存的二氧化碳比添加玄武岩之前排放的要多，增强的风化作用使碳储量增加了一倍多。这一发现增加了这种可再生生物能源作物的潜在气候效益，这是CABBI在美国能源部资助的工作中针对的三种作物之一。

二氧化碳清除方法是减缓气候变化战略的关键部分，由于减少向大气排放碳的社会和政治努力被推迟，要求尽快实施这些战略的压力越来越大。

农民、土地所有者和其他寻求碳信用额度的人都想知道要使用多少玄武岩，效果会持续多久，这两者都取决于岩石的成分和使用的环境条件。

Kantola说:“当我们寻找新的方法来抵消碳排放时，我们需要能够量化这些碳节约，以便更好地比较我们的选择。”

该论文的共同作者包括伊利诺斯州植物生物系、CABBI和美国农业部农业研究服务处的Carl Bernacchi教授;伊利诺斯州的研究人员，iSEE和CABBI的埃琳娜·布朗-贝茨和iSEE和植物生物学的迈克·马斯特斯;Eion公司的Elliot Chang、Alison Marklein和Adam Wolf;西澳大利亚大学的Caitlin Moore，前CABBI博士后;威斯康星大学麦迪逊分校的亚当·冯·哈登，前CABBI博士后;以及LC3M的Dimitar Epihov和David Beerling教授。