Can our oceans save us? The role of seaweed in large scale carbon capture

โ€”

by

in

Withโ€Œ โ€Œgovernmentsโ€Œ โ€Œsuchโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒUKโ€™sโ€Œ โ€Œlookingโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œrapidlyโ€Œ โ€Œaccelerateโ€Œ โ€Œinvestmentโ€Œ โ€Œintoโ€Œ โ€Œlarge-scaleโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œcaptureโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œstorageโ€Œ โ€Œ(CCS)โ€Œ โ€Œtechnologiesโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œwillโ€Œ โ€Œtargetโ€Œ โ€Œexcessiveโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œdioxideโ€Œ โ€Œemittedโ€Œ โ€Œfoundโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œair,โ€Œ โ€Œshouldโ€Œ โ€Œpolicy-makersโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œministersโ€Œ โ€Œsetโ€Œ โ€Œtheirโ€Œ โ€Œsightsโ€Œ โ€Œonโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œseaโ€Œ โ€Œinsteadโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œfindโ€Œ โ€Œanโ€Œ โ€Œeffectiveโ€Œ โ€Œsolutionโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œmountingโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œemissions?โ€Œ โ€ŒSami Cheqrouni-Espinar investigates.

Seaweed piled up on a beach. Image credit: nir_design via Pixabay

โ€Œโ€ŒAโ€Œ โ€Œstudyโ€Œโ€Œ โ€Œcarriedโ€Œ โ€Œoutโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€Œresearchersโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒKingโ€Œ โ€ŒAbdullahโ€Œ โ€ŒUniversityโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€ŒScienceโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€ŒTechnologyโ€Œ โ€Œ(KAUST)โ€Œ โ€Œhasโ€Œ โ€Œshownโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œoceansโ€Œ โ€Œplaysโ€Œ โ€Œanโ€Œ โ€Œimportantโ€Œ โ€Œroleโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œsequesteringโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œburyingโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œdioxideโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œatmosphere.โ€Œ โ€ŒTheyโ€Œ โ€Œusedโ€Œ โ€Œmetagenomicโ€Œ โ€Œdataโ€Œ โ€Œ(geneticโ€Œ โ€Œmaterialโ€Œ โ€Œrecoveredโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œorganicโ€Œ โ€Œsamples,โ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œthisโ€Œ โ€Œcaseโ€Œ โ€Œtakenโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œsea bed)โ€Œ โ€Œobtainedโ€Œ โ€Œthroughโ€Œ โ€Œpreviousโ€Œ โ€Œoceanโ€Œ โ€Œexpeditionsโ€Œ โ€Œsuchโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œโ€ŒMalaspinaโ€Œ โ€ŒCircumnavigationโ€Œ โ€ŒExpedition,โ€Œ โ€Œaโ€Œ โ€Œlarge-scaleโ€Œ โ€Œresearchโ€Œ โ€Œprojectโ€Œ โ€Œfundedโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒSpanishโ€Œ โ€Œgovernment,โ€Œ โ€Œtoโ€Œโ€Œ โ€Œassessโ€Œ โ€Œmicroalgaeโ€Œ โ€Œmovementโ€Œ โ€Œthroughโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œoceansโ€Œ โ€Œ-โ€Œ โ€Œhowโ€Œ โ€Œfarโ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œdriftsโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œshore,โ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œhowโ€Œ โ€Œdeepโ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œsinks.โ€Œ โ€ŒTheโ€Œ โ€Œresearch,โ€Œ โ€Œwhichโ€Œ โ€Œwasโ€Œ โ€Œpublishedโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒAugustโ€Œ โ€Œ2019โ€Œ โ€Œeditionโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œโ€ŒNatureโ€Œ โ€ŒGeoscience,โ€Œ โ€Œidentifiedโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€ŒDNAโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œwasteโ€Œ โ€Œatโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œseabed,โ€Œ โ€Œallowingโ€Œ โ€Œthemโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œconcludeโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œ70โ€Œ โ€Œperโ€Œ โ€Œcentโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œsampledโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œhadโ€Œ โ€Œsunkโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œaโ€Œ โ€Œdepthโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œ1000โ€Œ โ€Œmeters.โ€Œ โ€ŒThisโ€Œ โ€Œfindingโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œsignificantโ€Œ โ€Œforโ€Œ โ€ŒCSSโ€Œ โ€Œbecauseโ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œmeansโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œanyโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œcapturedโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œpermanentlyโ€Œ โ€Œremovedโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œatmosphereโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œtiedโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œseaโ€Œ โ€Œfloorโ€Œ.โ€Œ โ€Œ โ€Œ

Researchโ€Œ โ€Œintoโ€Œ โ€Œblue carbonโ€Œ โ€Œstorageโ€Œ โ€Œbeganโ€Œ โ€Œatโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œturnโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œcentury.โ€Œ โ€ŒTimโ€Œ โ€ŒFlannery,โ€Œ โ€Œformerโ€Œ โ€Œenvironmentalโ€Œ โ€Œcommissionerโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€ŒAustralia,โ€Œ โ€Œshedโ€Œ โ€Œlightโ€Œ โ€Œonโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œpotentialโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œaโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œstoreโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œhisโ€Œ โ€Œwidelyโ€Œ โ€Œacclaimedโ€Œ โ€Œbook,โ€Œ โ€Œโ€ŒAtmosphereโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€ŒHope.โ€Œโ€Œ โ€ŒFlanneryโ€Œ โ€Œassertedโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œafforestedโ€Œ โ€Œmacroalgaeโ€Œ โ€Œcouldโ€Œ โ€Œeventuallyโ€Œ โ€Œbeโ€Œ โ€Œharvestedโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œaโ€Œ โ€Œcarbon-neutralโ€Œ โ€Œfuelโ€Œ โ€Œsource,โ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œformโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œbio-methane,โ€Œ โ€Œlesseningโ€Œ โ€Œdependenceโ€Œ โ€Œonโ€Œ โ€Œfossilโ€Œ โ€Œfuels.โ€Œ โ€ŒAโ€Œ โ€Œstudyโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒUniversityโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒSouthโ€Œ โ€ŒPacificโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œ2012,โ€Œ โ€Œwhichโ€Œ โ€Œanalysedโ€Œ โ€Œoceanโ€Œ โ€Œafforestationโ€Œ โ€Œandโ€Œ โ€Œhasโ€Œ โ€Œbeenโ€Œ โ€Œcitedโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€ŒFlanneryโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œtestamentโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œseaweedโ€™sโ€Œ โ€Œpotential,โ€Œ โ€Œshowedโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œmacroalgaeโ€Œ โ€Œcoveringโ€Œ โ€Œ9โ€Œ โ€Œperโ€Œ โ€Œcentโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒEarthโ€™sโ€Œ โ€Œsurfaceโ€Œ โ€Œcouldโ€Œ โ€Œstoreโ€Œ โ€Œ53โ€Œ โ€Œgiga-tonsโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œdioxide,โ€Œ โ€Œexceedingโ€Œ โ€Œourโ€Œ โ€Œannualโ€Œ โ€ŒCOโ€Œ2โ€Œโ€Œ โ€Œoutputโ€Œ โ€Œwhichโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œcurrentlyโ€Œ โ€Œatโ€Œ โ€Œ39โ€Œ โ€Œgiga-tons.โ€Œ โ€Œ โ€Œ

Despiteโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œconfidenceโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œadvocatesโ€Œ โ€Œsuchโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€ŒFlannery,โ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œfarโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œspotlightโ€Œ โ€Œwhenโ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œcomesโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œcaptureโ€Œ โ€Œresearch.โ€Œ โ€Œโ€ŒDrโ€Œ โ€ŒAlejandraโ€Œ โ€ŒOrtega,โ€Œ โ€Œaโ€Œ โ€Œleadโ€Œ โ€Œauthorโ€Œ โ€Œofโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒKAUSTโ€Œ โ€Œstudyโ€Œ โ€Œwhoseโ€Œ โ€Œresearchโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œfocusedโ€Œ โ€Œonโ€Œ โ€Œblueโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œsequestrationโ€Œ โ€Œsaid,โ€Œ โ€Œโ€Œโ€œโ€ŒWhenโ€Œ โ€Œscientistsโ€Œ โ€Œdiscussโ€Œ โ€Œblueโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œstrategies,โ€Œ โ€Œwhichโ€Œ โ€Œareโ€Œ โ€Œkeyโ€Œ โ€Œforโ€Œ โ€Œclimateโ€Œ โ€Œchangeโ€Œ โ€Œmitigation,โ€Œ โ€Œtheyโ€Œ โ€Œoftenโ€Œ โ€Œreferโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œmangroves,โ€Œ โ€Œseagrassโ€Œ โ€Œorโ€Œ โ€Œsaltmarshโ€Œ โ€Œhabitats.โ€Œ โ€ŒVeryโ€Œ โ€Œfewโ€Œ โ€Œscientistsโ€Œ โ€Œconsiderโ€Œ โ€Œmacroalgaeโ€Œ โ€Œ(orโ€Œ โ€Œseaweed)โ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œblueโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œframework,โ€Œ โ€Œdespiteโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œfactโ€Œ โ€Œtheyโ€Œ โ€Œcontributeโ€Œ โ€Œ2-4โ€Œ โ€Œperโ€Œ โ€Œcentโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œmarineโ€Œ โ€Œprimaryโ€Œ โ€Œproduction.โ€โ€Œ โ€ŒCarbonโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œmacroalgae,โ€Œ a type ofโ€Œ โ€˜blueโ€Œ โ€Œcarbonโ€™,โ€Œ โ€Œsinksโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€Œseabed.โ€Œ โ€ŒOnceโ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œtrapped,โ€Œ โ€Œitโ€Œ โ€Œisโ€Œ โ€Œpermanentlyโ€Œ โ€Œstoredโ€Œ โ€Œthere.โ€Œ โ€ŒOneโ€Œ โ€Œreasonโ€Œ โ€Œforโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œbeingโ€Œ โ€Œoverlookedโ€Œ โ€Œinโ€Œ โ€Œblueโ€Œ โ€Œcarbonโ€Œ โ€Œresearchโ€Œ โ€Œcouldโ€Œ โ€Œbeโ€Œ โ€Œitsโ€Œ โ€Œrelativeโ€Œ โ€Œinaccessibility:โ€Œ โ€Œtheโ€Œ โ€ŒKAUSTโ€Œ โ€Œstudyโ€Œ โ€Œfoundโ€Œ โ€Œthatโ€Œ โ€Œseaweedโ€Œ โ€Œoftenโ€Œ โ€Œdriftsโ€Œ โ€Œfromโ€Œ โ€Œcoastalโ€Œ โ€Œtoโ€Œ โ€Œoceanicโ€Œ โ€Œwatersโ€Œ โ€Œbyโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œmuchโ€Œ โ€Œasโ€Œ โ€Œ5000km,โ€Œ โ€Œmakingโ€Œ โ€Œitsโ€Œ โ€Œstudyโ€Œ โ€Œdifficult.โ€Œ โ€Œ โ€Œ

Should more scientists be casting their thoughts to the sea, then? A study conducted by the Plymouth Marine Laboratory calculated the average annual carbon sequestration rate of a sample of seaweed as 8.75 grams Cm-2y-1  (the amount of carbon captured by a centimeter squared of sea-weed per year). Deciduous trees found in UK woodlands in comparison capture on average 120 grams Cm-2y-1 of carbon dioxide, which on the surface makes the seaweed figure appear insignificant, but the huge volume of seaweed across the oceans brings the total capture to an impressive sum.

Seaweed is showing great promise as a large-scale carbon store to tackle global warming. The World Bank has refined estimates about the storage potential of carbon dioxide in seaweed, stating that 135 mega-tonnes of carbon added annually to sea waters as a result of greenhouse gas emissions could be captured through the production of 500 mega-tonnes of seaweed – this means harvesting over a quarter of its own mass in carbon.

Algal blooms, like this one off the South coast of England in 1999, occur when algae undergo sudden, rapid growth. This can disrupt entire ecosystems for many reasons, including the blocking of sunlight, toxin production and mechanical damage. Image credit: Public domain, via Wikimedia Commons

Reservations and criticisms have, however, been raised about the potential implementation of farmed seaweed. In 2018, an uncontrollable, self-reproducing body of Sargassum seaweed in the Caribbean claimed the lives of baby turtles and dolphins, and entered Barbados into a state of national emergency. As a result, such algal blooms have been likened to natural disasters.

The power of seaweed and macroalgae can clearly be devastating as well as beneficial, raising many challenging questions for blue-carbon researchers going forward. It is still early in this emerging but promising field of research, as Dr Ortega confessed. โ€œWork is still needed to be able to translate a specific amount of DNA into a specific amount of organic carbon in a specific taxonomy but finding macroalgal DNA is the first stepโ€.

Written by Sami Cheqrouni-Espinar and edited by Ailie McWhinnie.

Interested in reading more about climate and the environment? Sami recommends these books to get you started: There Is No Planet B, by Mike Berners-Lee; This Changes Everything, by Naomi Klein; Don’t Even Think About It: Why Our Brains Are Wired To Ignore Climate Change, by George Marshall; and The Winning Of The Carbon War, by Jeremy Leggett.

Sami’s thoughts… Carbon capture storage is a small part of a very complicated picture in dealing with global warming. Carbon capture is a costly technology for dealing with climate change and largely addresses a symptom of it, not a cause. As much as governments like the UK’s want to accelerate investment in technologies like ‘direct air capture’, significant work needs to go into to make sure aspects of society like public services, business practice and transport align with wider environmental goals.

Sami is a final year Mechanical Engineering student interested in the energy industry, policy and politics.


Comments

3 responses to “Can our oceans save us? The role of seaweed in large scale carbon capture”

  1. very clear and good article easy to understand. Thank you

  2. Your article helped me a lot, is there any more related content? Thanks!

  3. Are there any biases or particular perspectives noticeable in this article? Explain. Thank you, Regard Telkom University

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *