鉄肥料

鉄肥料は、鉄分が乏しい海面部分に鉄含有化合物（硫酸鉄など）を意図的に投入して、植物プランクトンの増殖を刺激するものです。これは、生物の生産性を高め、大気中の二酸化炭素（CO ₂）隔離を加速することを目的としています。鉄は、植物の光合成に必要な微量元素です。鉄は海水に非常に溶けにくく、さまざまな場所で植物プランクトンの成長を制限する栄養素です。鉄分が不足している海水に鉄分を供給すると、大規模な藻類ブルームが発生する可能性があります。これらのブルームは他の生物に栄養を与えることができます。

海洋鉄肥料は地球工学技術の一例である。^[1]鉄肥料^[2]は植物プランクトンの成長を促進し、少なくとも一定期間大気から炭素を除去する。^{[3] [4]}この技術は、海洋生態系への完全な影響についての理解が限られているため物議を醸している。 ^[5]副作用や、予想される行動からの大きな逸脱などがある。そのような影響には、窒素酸化物の放出、^[6]や海洋の栄養バランスの崩壊などが含まれる可能性がある。^[1]大気中のCO
₂海洋における鉄肥料の有効性と生態系への影響を評価するため^、 1990年以降、13件の大規模実験が実施されてきた。2017年の研究では、この方法は実証されていないとされ、隔離効率は低く、効果が見られないことがあり、炭素排出量をわずかに削減するために必要な鉄の堆積量は年間数百万トンに上るとされた。^[8]しかし、2021年以降、鉄肥料の可能性に再び関心が集まっており、米国海洋大気庁（NOAA）の白書研究では、鉄肥料は「他の海洋隔離のアイデアと比較して、コスト、拡張性、炭素を貯蔵できる期間の点で中程度の可能性がある」と評価されている ^[9]。

海面の約25％には豊富な主要栄養素があり、植物バイオマス（クロロフィルで定義）はほとんどありません。これらの高栄養低クロロフィル（HNLC）海域での生産は、主に微量栄養素、特に鉄によって制限されます。^{[10]広大な海域に鉄を分配するコストは、}炭素クレジットの期待値と比較して大きいです。^[11] 2020年代初頭の研究では、鉄は少量の炭素しか永久に隔離できないことが示唆されました。^[12]

海洋鉄肥料化は、鉄分を豊富に含む堆積物を意図的に海洋に導入する地球工学技術の一例であり、大気からの二酸化炭素（ CO2 ）_の吸収を増加させるために海洋生物の生物学的生産性を高め、地球温暖化の影響を緩和することを目的としている。^{[13] [14] [15] [16] [17]}鉄は海洋中の微量元素であり、その存在は植物、特に植物プランクトンの光合成に不可欠であり、鉄欠乏は海洋の生産性と植物プランクトンの成長を制限する可能性があることが示されている。^{[18]このため、1980年代後半にマーティンは「鉄仮説」を提唱し、鉄欠乏海水中の鉄供給の変化はプランクトンの成長を活発化し、炭素隔離率を変えることで}大気中の二酸化炭素濃度に大きな影響を与える可能性があると示唆した。^{[19] [20]}実際、受精は海水で自然に起こる重要なプロセスです。たとえば、海流の湧昇により、栄養分に富んだ堆積物が表面に運ばれます。^[21]もう1つの例は、鉄分に富んだ鉱物、塵、火山灰が河川、氷河、風によって長距離輸送されることです。^{[22] [23]}さらに、クジラが鉄分に富んだ海洋塵を表面に運び、プランクトンがそれを吸収して成長する可能性があることが示唆されています。南極海のマッコウクジラの数が減ったことで、大気中の炭素吸収量が年間20万トン減少したことが示されていますが、これはおそらく植物プランクトンの成長が制限されているためです。^[24]

植物プランクトンは光合成を行う。成長には日光と栄養分が必要で、その過程で二酸化炭素を吸収する。プランクトンは、カルシウムや炭酸ケイ素の骨格を生成することで大気中の炭素を吸収し隔離することができる。これらの生物は死ぬと海底に沈み、そこで炭酸塩骨格はプランクトン群の数千メートル下にある炭素を豊富に含む深海沈殿物の主成分となり、マリンスノーとして知られる。^{[25] [26] [27]}とはいえ、定義に基づくと、炭素は海底に堆積して数百万年にわたって保持される場合にのみ「隔離された」とみなされる。しかし、プランクトンから生成される炭素を豊富に含むバイオマスのほとんどは、通常、他の生物（小魚、動物プランクトンなど）によって消費され^{[28] [29]}、プランクトンブルームの下に沈む堆積物の残りのかなりの部分は、水に再溶解して表面に運ばれ、最終的に大気中に戻るため、炭素隔離に関する意図された効果は無効になります。^{[30] [31] [32] [33] [34]}それでも、鉄肥料の支持者は、炭素隔離ははるかに短い時間枠で再定義される必要があると考えており、炭素は深海に浮遊しているため、数百年間は大気から効果的に隔離され、したがって炭素は効果的に隔離できると主張しています。^[35]

理想的な条件を想定すると、鉄肥料による地球温暖化抑制効果の上限推定値は、平均して約0.3W/m ^{2の負の強制力であり、これは現在の}人為的CO ₂排出量の約15～20％を相殺できる。^{[36] [37] [38]しかし、このアプローチは大気中のCO} ₂濃度を下げるための簡単な方法と見なすことができますが、海洋の鉄肥料化は海洋生態系への悪影響の可能性があるため、依然としてかなり物議を醸しており、激しく議論されています。^{[31] [39] [40] [41]}この分野の研究では、大量の鉄分を豊富に含む塵を海底に堆積させることによる肥料化は、海洋の栄養バランスを著しく乱し、他の海洋生物の食物連鎖に大きな問題を引き起こす可能性があることが示唆されています。^{[42] [43] [44] [45] [46] [47] [48]}

人工鉄施肥には2つの方法がある。船舶から直接海に送る方法と大気圏に放出する方法である。^[49]

船舶から排出される表層水に直接硫酸鉄を添加して海洋肥沃化を図る実験については、以下の実験セクションで詳しく説明します。

大気中に上昇する鉄分を豊富に含む塵は、海洋の鉄分肥沃化の主な原因である。^[50]例えば、サハラ砂漠から風で運ばれた塵は、大西洋^[51]とアマゾンの熱帯雨林を肥沃にする。^[52]大気中の塵に含まれる天然の酸化鉄は、海水のしぶきに含まれる塩化水素と反応して塩化鉄を生成する。塩化鉄はメタンやその他の温室効果ガスを分解し、雲を明るくし、最終的には低濃度で雨とともに地球の広い範囲に降り注ぐ。^[49]船舶による配備とは異なり、大気中の鉄の自然レベルを高める試験は行われていない。この大気中の鉄源を拡大することで、船舶による配備を補完できる可能性がある。

一つの提案は、鉄塩エアロゾルで大気中の鉄濃度を高めることです。^[49] 対流圏に塩化鉄(III)を加えると、メタンの除去、雲の明るさの増進、海洋の肥沃化などの自然の冷却効果を高め、地球温暖化の防止や逆転に役立ちます。^[49]

マーティンは、植物プランクトンの光合成を増やすことで、二酸化炭素を隔離し、地球温暖化を遅らせたり、逆転させたりする可能性があると仮説を立てた。
₂彼はその後まもなく、概念実証研究航海であるアイロネックスI ^{[53]の準備中に亡くなりました。アイロネックスIは、1993年に}モスランディング海洋研究所の同僚によってガラパゴス諸島の近くで成功裏に実行されました。^[54]その後、12の国際海洋研究がこの現象を調査しました。

• アイロネックスII、1995年^[55]
• ソワレ（南極海鉄放出実験）1999年^[56]
• アイゼンエックス (鉄の実験)、2000 ^[57]
• SEEDS（亜北極太平洋生態系動態研究実験）2001年^[58]
• SOFeX（南極海鉄実験 - 北と南）、2002年^{[59] [60]}
• シリーズ（亜北極圏生態系の鉄濃縮に対する反応研究）、2002年^[61]
• SEEDS-II、2004年^[62]
• EIFEX（欧州鉄肥料実験）^[63] 2004年に南大西洋の中規模海洋渦で行われた成功した実験では、珪藻類の大発生が起こり、その大部分は肥料の供給が終わると死んで海底に沈んだ。同じく中規模渦で行われたLOHAFEX実験とは対照的に、選択された地域の海洋には珪藻類が繁殖するのに十分な量の溶解ケイ素が含まれていた。^{[64] [65] [66]}
• CROZEX（CROZet天然鉄ブルームおよび輸出実験）、2005年^[67]
• 米国の企業プランクトスが計画していたパイロットプロジェクトは、資金不足のため2008年に中止された。 ^[68]同社は失敗の原因を環境団体のせいにした。^{[69] [70]}
• LOHAFEX（インドとドイツの鉄肥料施肥実験）、2009年^{[71] [72] [73]} LOHAFEXに対する広範な反対にもかかわらず、2009年1月26日、ドイツ連邦教育研究省（BMBF）は承認した。実験は、珪藻の成長に不可欠な栄養素であるケイ酸の少ない水域で実施された。これが隔離効果に影響を与えた。^[74]南西大西洋の900平方キロメートル（350平方マイル）に硫酸鉄が施肥された。大規模な植物プランクトンの繁殖が引き起こされた。珪藻が存在しない場合、他の植物プランクトンは動物プランクトンによる捕食に対して脆弱であり、死んでもすぐには沈まないため、隔離された炭素の量は比較的少なかった。^[74]これらの隔離結果の悪さから、施肥は一般に効果的な炭素緩和戦略ではないという示唆が生まれた。しかし、シリカ含有量の多い場所での過去の海洋肥沃化実験では、珪藻類の増殖により炭素隔離率がはるかに高くなることが明らかになりました。LOHAFEXは、隔離の可能性は適切な立地に大きく依存することを確認しました。^[74]
• 2012年、オールド・マセット・ハイダ族の資金援助を受けラス・ジョージが経営するハイダ・サーモン復元公社（HSRC）は、ハイダ・グアイ諸島の西200海里（370km）の太平洋の渦に硫酸鉄100トンを投棄した。この結果、1万平方マイル（26,000km2）にわたって藻類の繁殖が進んだ^。批評家は、ジョージの行為は、このような地球工学実験を禁じる国連生物多様性条約（CBD）および海洋への廃棄物投棄に関するロンドン条約に違反していると主張した。^{[75] [76]} 2014年7月15日、その結果得られた科学的データが一般に公開された。^[77]

モスランディング海洋研究所所長のジョン・マーティンは、これらの地域で植物プランクトンが少ないのは鉄分が不足しているためだと仮説を立てた。1989年に彼はこの仮説（鉄分仮説として知られる）を南極のきれいな水のサンプルを使った実験で検証した。^[78]これらのサンプルの一部に鉄分を加えたところ、数日後、鉄分を施肥したサンプルの植物プランクトンは、施肥していないサンプルよりもはるかに成長した。このことからマーティンは、海洋の鉄分濃度の上昇が過去の氷河期を部分的に説明できるのではないかと推測した。^[79]

この実験に続いて、より大規模な野外実験（IRONEX I）が行われ、ガラパゴス諸島付近の海域に445kgの鉄が投入された。実験海域の植物プランクトンのレベルは3倍に増加した。^[80]この実験と他の実験の成功により、この技術を大気中の二酸化炭素を除去するために使用するという提案が生まれた。^[81]

2000年と2004年に、アイゼンエクスから硫酸鉄が排出されました。その結果生じた藻類の10～20％が死滅し、海底に沈みました。^[82]

プランクトスは、2007年から2009年にかけて6回の鉄肥料採取航海を行う計画を断念した米国の会社である。この航海では、1回あたり10,000 km2の海域で最大100トンの鉄を溶解する予定であった^。同社の船ウェザーバードII号は、食料と科学機器を積載する予定だったカナリア諸島のラスパルマス港への入港を拒否された。 ^[83]

2007年、クリモスやグリーンシーベンチャーズ、オーストラリアに拠点を置くオーシャン・ナリッシュメント・コーポレーションなどの営利企業が肥料プロジェクトに取り組む計画を立てた。これらの企業は、投資家のCO2排出量を相殺するための炭素クレジットの提供と引き換えに、グリーン共同スポンサーに活動資金を提供してもらうよう呼びかけた_。 [ ^84]

LOHAFEXは、ドイツ連邦研究省が主導し、ドイツのアルフレッド・ヴェーゲナー研究所（AWI）が2009年に南大西洋での受精を研究するために実施した実験である。インドも参加した。^[85]

実験の一環として、ドイツの調査船ポーラーシュテルンは、300平方キロメートルの海域に6トンの硫酸鉄を投下した。投下された物質は水面上15メートル（49フィート）に広がり、藻類の大量発生を引き起こすと予想された。海水に溶けている二酸化炭素の大部分は、発生した藻類と結合し、海底に沈んでいく。

連邦環境省は、環境保護論者が海洋植物への被害を予測したこともあり、実験の中止を求めた。また、短期的な観察では検出できない長期的な影響を予測した者もいた^{[86] [信頼できない情報源? ]}、あるいは大規模な生態系操作を促進することになると予測した者もいた^{[87] [信頼できない情報源? ] [88]}

2012年の研究では、南極近くの渦に鉄肥料を堆積させた。その結果生じた藻類の大量発生により、大量の炭素が深海に放出され、数世紀から数千年にわたってそこに留まると予想された。渦が選ばれたのは、ほぼ自己完結型の試験システムを提供したためである。^[89]

24日目には、珪藻類が殻を作るために使用する窒素、リン、ケイ酸などの栄養素が減少した。溶存無機炭素濃度は大気中のCOと平衡状態を下回った。
₂表層水ではシリカやクロロフィルを含む粒子状有機物（藻類残骸） が増加した。^[89]

しかし、24日目以降、粒子状物質は海底から100メートル（330フィート）まで沈んだ。鉄原子1個あたり少なくとも13,000個の炭素原子が藻類に変換された。有機物の少なくとも半分は1,000メートル（3,300フィート）以下に沈んだ。^[89]

2012年7月、ハイダ・サーモン・レストレーション・コーポレーションは、ハイダ・グアイ諸島の数百マイル西の太平洋に100ショートトン（91トン）の硫酸鉄の粉塵を散布した。オールド・マセット村議会は、村の基金250万ドルを投じて、この活動をサケの増殖プロジェクトとして資金援助した。 ^[90]この構想は、以前は鉄分が不足していた海域で植物プランクトンが増え、それがサケの餌となる「牧草地」になるというものだ。当時のCEO、ラス・ジョージは、費用を回収するためにカーボンオフセットを販売したいと考えた。このプロジェクトは、非科学的な手順と無謀さの非難を伴っていた。ジョージは、100トンは自然に海に流入する量に比べれば無視できる量だと主張した。^[91]

一部の環境保護論者は、この投棄は2つの国際モラトリアムの「明白な違反」だと述べた。^{[90] [92]}ジョージは、オールド・マセット村議会とその弁護士がこの取り組みを承認し、少なくとも7つのカナダの機関がこれを認識していたと述べた。^[91]

ジョージによれば、2013年のサケの遡上量は5000万匹から2億2600万匹に増加した。^[93]しかし、多くの専門家は、2012年以降の漁業資源の変化は必ずしも2012年の鉄肥料散布に起因するものではないと主張している。予測モデルには多くの要因が影響しており、実験から得られたデータのほとんどは科学的価値が疑わしいと考えられている。^[94]

2014年7月15日、プロジェクト中に収集されたデータはODbLライセンスの下で公開されました。^[95]

2022年に、英国とインドの研究チームは、鉄でコーティングした籾殻をアラビア海に撒き、海面での時間を増やすことで、より少ない鉄で藻の繁殖を促進できるかどうかをテストする予定です。鉄は、海面から数キロメートル下の海底まで届くビニール袋の中に閉じ込められます。^{[96] [97]}ケンブリッジ大学の気候修復センターは、インドの海洋研究所と共同で、別の実験で鉄の播種の影響を評価しました。彼らは、アラビア海のある地域に鉄でコーティングした籾殻を撒きました。鉄は多くの海水で制限栄養素です。彼らは、鉄が藻類を肥やし、海洋食物連鎖の底を強化し、食べられなかった藻類が死ぬにつれて炭素を隔離することを期待していました。この実験は嵐で破壊され、決定的な結果は残されませんでした。^[98]

鉄肥料による最大の効果は、最も好ましい条件を想定し、実際的な考慮を無視した場合、地球平均で0.29 W/m ^{2の負の強制力となり、 [99]現在の}人為的 COレベルの1/6を相殺する。
₂排出量を削減する効果もある。鉄肥料の使用により海水中の必須栄養素が枯渇し、他の場所での植物プランクトンの成長が減少する可能性があるという研究結果により、これらの利点は疑問視されている。言い換えれば、鉄濃度は地球規模よりも局所的に成長を制限するということである。^{[100] [101]}

海洋の肥沃化は、湧昇によって栄養分に富んだ水が表面に運ばれるときに自然に起こります。これは海流が海底や海山にぶつかるときに起こります。この形態の肥沃化により、世界最大の海洋生息地が生まれます。また、天候によって風で飛ばされた砂塵が海を越えて遠くまで運ばれたり、鉄分を豊富に含む鉱物が氷河、^[102]、川、氷山によって海に運ばれたりするときにも、肥沃化が起こることがあります。^[103]

地球の表面の約70%は海で覆われている。光が届く部分には藻類（およびその他の海洋生物）が生息している。一部の海域では、藻類の成長と繁殖は鉄分の量によって制限されている。鉄は植物プランクトンの成長と光合成に不可欠な微量栄養素であり、歴史的には乾燥地帯からの砂嵐によって遠洋に運ばれてきた。この風成塵には3～5%の鉄分が含まれており、その沈積はここ数十年で約25%減少している。^[104]

レッドフィールド比は、プランクトンバイオマス中の重要な栄養素の相対的な原子濃度を表し、通常「106 C: 16 N: 1 P」と表記されます。これは、 106個の炭素原子（または106個のCO分子）を「固定」するには、1個のリン原子と16個の窒素原子が必要であるという事実を表しています。
₂）。研究ではこの定数を「106 C: 16 N: 1 P: .001 Fe」に拡張し、鉄欠乏状態では鉄原子1個につき炭素原子106,000個を固定できることを意味しています。^[105]または質量ベースでは、鉄1キログラムにつき二酸化炭素83,000 kgを固定できます。2004年のEIFEX実験では、二酸化炭素と鉄の輸出比はほぼ3000対1であると報告されました。原子比はおよそ「3000 C: 58,000 N: 3,600 P: 1 Fe」となります。^[106]

そのため、 HNLCゾーン内の少量の鉄 (質量 pT で測定) は、鉄 1 キログラムあたりプランクトン 10 万キログラムという大規模な植物プランクトンの繁殖を引き起こす可能性があります。鉄粒子のサイズは非常に重要です。0.5～1 マイクロメートル以下の粒子は、沈降速度と生物学的利用能の両方の点で理想的です。このくらい小さい粒子は、シアノバクテリアやその他の植物プランクトンが取り込みやすく、表層水の撹拌により、粒子は長期間沈むことなく、光合成または日光が当たる生物学的に活発な深度に留まります。HNLC ゾーンに少量の鉄を追加する方法の 1 つは、大気によるメタン除去です。

大気沈着は重要な鉄源である。衛星画像とデータ（PODLER、MODIS、MSIRなど）^{[107] [ 108] [109]}とバックトラジェクトリ解析を組み合わせることで、鉄を含む粉塵の自然発生源が特定された。鉄を含む粉塵は土壌から浸食され、風によって運ばれる。ほとんどの粉塵発生源は北半球にあるが、最大の粉塵発生源は北部アフリカ、南部アフリカ、北米、中央アジア、オーストラリアにある。^[110]

大気中の不均一化学反応は塵埃中の鉄のスペシエーションを変え、沈着した鉄の生物学的利用能に影響を与える可能性がある。エアロゾル中の鉄の可溶性形態は土壌よりもはるかに高い（約 0.5%）。^{[110] [111] [112]}溶解した有機酸とのいくつかの光化学的相互作用は、エアロゾル中の鉄の溶解度を高める。^{[113] [114]}これらのうち、鉄含有鉱物からのシュウ酸結合 Fe(III) の光化学的還元は重要である。有機配位子は、鉄含有鉱物（ヘマタイトやゲータイトなど）の Fe (III) 金属中心と表面錯体を形成する。太陽光にさらされると、錯体は励起エネルギー状態に変換され、そこでは架橋および電子供与体として働く配位子がFe(III) に電子を供給して可溶性 Fe(II) を生成する。^{[115] [116] [117]}これと一致して、研究ではFe(II)とFe(III)の濃度に明確な日周変動が記録されており、日中のFe(II)濃度はFe(III)の濃度を上回っています。^{[118] [119] [120] [121]}

火山灰は、世界中の海洋に鉄を供給する上で重要な役割を果たしています。^[122]火山灰は、ガラスの破片、熱分解鉱物、石粒子、その他の形態の灰で構成されており、その構造や水との接触による反応の種類に応じて、さまざまな速度で栄養素を放出します。^[123]

堆積物記録における生物起源オパールの増加は、過去100万年間の鉄の蓄積の増加と関連している。 ^[124] 2008年8月、アリューシャン列島の噴火により、栄養塩の限られた北東太平洋に灰が堆積した。この灰と鉄の堆積により、亜北極圏で観測された最大級の植物プランクトンの大発生が起きた。^[125]

これまでの生物による炭素隔離の例は、アゾラ現象など、大きな気候変動を引き起こし、地球の温度を下げた。直接的な隔離の大部分は、珪藻類、円石藻類、有孔虫などの炭酸カルシウムやケイ素の 骨格を生成するプランクトンによるものである。 ^{[要出典]これらの生物が死ぬと、その炭酸塩骨格は比較的急速に沈み、}マリンスノーとして知られる炭素を豊富に含む深海の降水物の主成分を形成する。マリンスノーには魚の糞やその他の有機堆積物も含まれており、活発なプランクトンブルームの数千メートル下を着実に沈んでいく。^[126]

プランクトンブルームによって生成された炭素を豊富に含むバイオマスのうち、半分（またはそれ以上）は通常、草食生物（動物プランクトン、オキアミ、小魚など）によって消費されますが、20〜30％は水深200メートル（660フィート）以下のサーモクラインより下の冷たい水層に沈みます。^[127]この固定炭素の多くは深海に沈み続けますが、かなりの割合が再溶解して再ミネラル化されます。しかし、この深さでは、この炭素は現在深海流に浮遊しており、何世紀にもわたって大気から事実上隔離されています。

生物学的影響の評価と、特定の藻類ブルームによって実際に隔離された炭素量の検証には、船舶による遠隔サンプリング、海底濾過トラップ、追跡ブイ分光法、衛星テレメトリーを組み合わせたさまざまな測定が必要です。予測できない海流により、実験用の鉄パッチが遠洋域から除去され、実験が無効になる可能性があります。

施肥が地球温暖化対策にどれほどの潜在力を持つかは、次の図で示されている。植物プランクトンが南極周極海流全体の表層混合層に存在する硝酸塩とリン酸をすべて有機炭素に変換した場合、結果として生じる二酸化炭素の不足分は、年間約0.8～1.4ギガトンの炭素を大気から吸収することで補うことができる。 ^{[128]この量は、年間約6ギガトンの}人為的化石燃料燃焼に匹敵する。南極周極海流域は、鉄施肥を実施できる数か所のうちの1つであり、ガラパゴス諸島も潜在的に適した場所の1つである。

プランクトンの中にはジメチルスルフィド（DMS）を生成するものもあり、その一部は大気中に放出され、そこでヒドロキシラジカル（OH）、原子塩素（Cl）、一酸化臭素（BrO）によって酸化されて硫酸塩粒子を形成し、雲量を増加させる可能性がある。これにより地球のアルベドが増加し、冷却を引き起こす可能性がある。この提案されたメカニズムはCLAW仮説の中心である。^{[129]これは}ジェームズ・ラブロックがガイア仮説を説明するために使用した例の1つである。^[130]

SOFeXの期間中、DMS濃度は、施肥されたパッチ内で4倍に増加しました。南極海の広範囲にわたる鉄の施肥は、COによるものに加えて、硫黄によって引き起こされる重大な冷却につながる可能性があります。
₂吸収と海洋のアルベド増加によるものだが、この特定の効果による冷却量は非常に不確実である。^[131]

京都議定書を皮切りに、いくつかの国と欧州連合は、認証排出削減クレジット（CER）やその他の種類の炭素クレジット商品を取引するカーボンオフセット市場を設立しました。2007年には、CERは1トンのCOあたり約15～20ユーロで販売されました。₂^電子
[132]鉄肥料は、洗浄、直接注入、その他の工業的手法 に比べて比較的安価であり、理論的には5ユーロ/トンCO
₂、かなりの利益を生み出しています。^[133] 2010年8月、ロシアはオフセットプロバイダーの不確実性を減らすためにオフセットの最低価格を1トンあたり10ユーロに設定しました。^[134]科学者は、1980年以降、世界のプランクトン生産量が6〜12％減少したと報告しています。 ^{[104] [135]}本格的なプランクトン回復プログラムは、約30億〜50億トンの隔離能力を再生することができ、カーボンオフセットの価値は500億〜1000億ユーロに相当します。しかし、2013年の研究では、鉄肥料の費用対効果は、炭素回収・貯留と炭素税よりも低いことが示されています。^[136]

海洋鉄肥料は地球温暖化を遅らせる強力な手段となる可能性があるが、この戦略の有効性と潜在的な悪影響をめぐって現在議論が続いている。

予防原則は、環境保全に関する提案されたガイドラインです。2021年に発表された論文によると、予防原則（PP）とは、「PPとは、人間の活動が道徳的に容認できない危害につながる可能性があることが科学的に妥当な場合、その危害を回避または軽減するための措置を講じなければならないことを意味します。不確実性は、行動を遅らせる言い訳であってはなりません。」という概念です。 ^[137]この原則に基づき、鉄肥料の効果を定量化するデータがほとんどないため、この手順の有害な影響を回避することは、この分野のリーダーの責任です。この考え方は、少なくともこれの影響を分析するためのより多くのデータが得られるまでは、鉄肥料を大規模に使用することに反対する1つの議論です。

批評家は、鉄が海洋生態系に堆積すると多くの有毒藻類が好んで繁殖するため、施肥によって有害藻類ブルーム（HAB）が発生することを懸念している。しかし、2010年に行われた海洋の高硝酸塩、低クロロフィル環境での鉄施肥に関する研究では、一般に外洋では無毒である珪藻類のPseudo-nitzschia属が、施肥されて毒性レベルのドウモイ酸を生成し始めたことがわかった。このような毒素を含む短命のブルームでさえ、海洋食物連鎖に有害な影響を及ぼす可能性がある。^[138]植物プランクトンのほとんどの種は、海洋食物連鎖の基盤を構成していることを考えると、無害または有益である。施肥によって植物プランクトンが増加するのは、鉄欠乏が著しい外洋（海岸から遠い）のみである。ほとんどの沿岸水域は鉄分が豊富であり、鉄を追加しても有益な効果はない。^[139]さらに、鉄肥料を与えると鉱化率が上昇し、生成されるプランクトンの量が増えることが示されています。これは有益な効果をもたらさず、むしろCO2の増加を引き起こします_。 [ ^140]

最後に、2010年の研究では、鉄の濃縮が高硝酸塩、低クロロフィル地域で有毒珪藻の生産を刺激することが示されました^[141]。著者らは、これが「大規模な鉄肥料の純利益と持続可能性に対する深刻な懸念」を引き起こすと主張しています。クジラ目動物によって放出される窒素と鉄キレートは、長期間にわたって炭素を隔離することに加えて、海洋食物連鎖に大きな利益をもたらします。 ^[142]

2009年の研究では、地球規模の海洋炭素モデルを使用して、鉄肥料による施肥が大気中のCO2と海洋の酸性度の両方を減らす可能性をテストしました_。この研究では、「私たちのシミュレーションでは、地球表面の主要栄養素濃度を常にゼロにするという極端なシナリオでも、海洋の鉄肥料による施肥は、表面海洋のCO2誘発性酸性化を緩和する効果はわずかであることが示されています」と結論付けられました。 ^{[143]残念ながら、鉄肥料による施肥が}_CO2レベルに与える影響は小さいため、海洋酸性化への影響はおそらく変わらないでしょう。 ^[140]

鉄が植物プランクトンの成長と光合成に重要であるという考察は、南極海のRRS ディスカバリーII号に所属していた英国の海洋生物学者トーマス・ジョン・ハート博士が「1929-31年の南西大西洋とベリングスハウゼン海の植物プランクトンについて」の中で、広大な「荒涼とした地域」（栄養分は豊富だが、植物プランクトンの活動や他の海洋生物が不足している地域）は鉄が不足している可能性があると推測した1930年代にさかのぼります。^{[54]ハートは1942年の論文「南極の表層水における植物プランクトンの周期性」でこの問題を再び取り上げましたが、}モスランディング海洋研究所の海洋学者ジョン・マーティンが海水の栄養分分析でこのトピックに関する論争を再開した1980年代まで、他の科学的議論はほとんど記録されていませんでした。彼の研究はハートの仮説を裏付けました。これらの「荒涼とした」地域は「高栄養・低クロロフィル地域」（HNLC）と呼ばれるようになった。 ^[54]

ジョン・グリビンは、海洋に大量の溶解性鉄を加えることで気候変動を軽減できると公に示唆した最初の科学者でした。 ^[144] 4か月後の1988年、マーティンはウッズホール海洋研究所で「タンカー半分の鉄を与えれば、氷河期を起こそう」と冗談を言いました。 ^{[54] [ 145] [146]}これが10年間の研究の原動力となりました。

研究結果は、鉄欠乏が海洋の生産性を制限していることを示唆し、気候変動を緩和するアプローチも提供した。おそらくマーティンの仮説を最も劇的に裏付けたのは、フィリピンのピナツボ山の1991年の噴火である。環境科学者アンドリュー・ワトソンは、その噴火に関する世界規模のデータを分析し、世界中の海に約4万トンの鉄粉が堆積したと計算した。この単一の肥沃化イベントは、大気中のCOの世界的な減少が容易に観察される前に起こった。
₂酸素レベルも同時に上昇した。^[147]

ロンドン投棄条約の締約国は、2008年に海洋施肥に関する拘束力のない決議（LC-LP.1(2008)と表記）を採択した。この決議では、正当な科学的研究以外の海洋施肥活動は「条約および議定書の目的に反するものとみなされるべきであり、現時点では投棄の定義から免除される資格はない」としている。^[148]海洋への廃棄物投棄を規制する海洋施肥に関する科学的研究の評価枠組み（LC-LP.2(2010)と表記）は、2010年10月に条約締約国によって採択された（LC 32/LP 5）。^[149]

複数の海洋研究所、科学者、企業が施肥を研究してきた。1993年から13の研究チームが海洋実験を完了し、鉄分の増加によって植物プランクトンが増殖する可能性があることを実証した。^[140]大気中のCO
₂海洋鉄肥料の海洋試験は、2009年にLOHAFEXプロジェクトによって南大西洋で行われ、2012年7月にはカナダのブリティッシュコロンビア沖の北太平洋でハイダサーモン復元公社（HSRC）によって実施されました。^{[ 150]}

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