前言
所謂 Enhanced rock weathering (ERW)，是一項新興的碳移除 carbon dioxide removal (CDR) 策略，透過加速鹼性岩石與礦物的自然分解，來吸收並封存大氣中的 CO₂。這項方法源自農民長久以來使用碎石來改善土壤酸鹼值與肥力的傳統，但如今專為「碳移除」目標進行優化。雖然 ERW 的效用已獲證實，但我們仍需要更精細的工具，去判斷哪些環境條件——尤其是溫度、土壤濕度與 pH 值——最有助於加速岩石溶解。基於此，Cascade Climate 開發了 Weathering Potential Explorer，這是一款互動式全球地圖，能夠標示出相對條件最有利於快速矽酸鹽風化的地區，協助 ERW 的實際推展。
Weathering Potential Explorer：全球增強型岩石風化潛力的篩選工具
概述
所謂 Enhanced rock weathering (ERW)，是一項新興的 carbon dioxide removal (CDR) 策略，透過加速鹼性岩石與礦物的自然分解，來吸收並封存大氣中的 CO₂。事實上，全球農民早已普遍使用像農業石灰這類細碎岩石，調整土壤酸鹼值並提升肥力。ERW 正是在這些傳統農耕作法的基礎上，進一步優化，使其不僅能改善土壤與農業生產，更能同時發揮碳移除的效果。
ERW 的核心原理，是岩石顆粒與土壤水之間的化學作用。當反應性礦物溶解時，會中和酸性，並釋放鈣與鎂；最終生成的碳酸氫根離子或碳酸鹽礦物，會被輸送到河流與海洋，實現長期的碳封存。至於這個風化過程進行的快慢，則受到多種環境條件影響，尤其是溫度、土壤濕度與土壤水的 pH 值。這些因素決定了土壤溶液的酸鹼度、反應性與流動性，也直接影響礦物分解的效率。要理解這個概念，可以想像一桶反應性岩石粉末泡在水裡。當水溫高且帶酸性時，岩石會迅速溶解，釋放出陽離子，進而與溶解的 CO₂ 結合；反之，如果水偏冷、呈鹼性或長時間靜止，反應就會變慢，最後隨著水分飽和而停滯。真實的土壤情況與這個桶子類似，但要複雜得多：水分會流動，植物根系與微生物會不斷產生新的酸性，而溫度也隨季節波動。在這樣的動態環境中，若要維持快速且持續的風化作用，必須不斷有新鮮、未飽和的水流帶走反應產物，才能讓新的 CO₂ 被吸收。換句話說，就像要讓桶子裡的反應持續，就得倒掉舊水、換上新水，而溫暖、微酸性的水會使這個過程更加迅速。
決定風化速度的關鍵在於三項變數：溫度、土壤濕度與土壤水 pH 值。溫度能加速化學反應；水分則提供反應介質，讓物質溶解並運輸；pH 值則同時影響礦物的溶解速率與碳在溶液中的儲存方式。更重要的是，這三者往往環環相扣。像熱帶這類溫暖的地區通常更潮濕，而潮濕的土壤往往又更酸。因此，只要繪製出同時具備高溫、潮濕和酸性條件的區域，就能找出最適合推動 ERW 的地帶。當然，礦物成分、顆粒大小與當地水文條件也會左右風化與碳移除效果，但在全球尺度的資料中，溫度、濕度和土壤水 pH 值是最容易取得、也最能有效預測結果的三個變數。
雖然局部仍會有例外情況，但這個全球性的模式已經提供了一個實用且有力的起點，幫助我們判斷哪些地方最能加速 ERW 的原料風化。為了呈現全球風化潛力的分布，我們設計了 Weathering Potential Explorer，一款互動地圖，能依據這三大變數，顯示農業區域的相對風化潛力。我們之所以聚焦在風化潛力，是因為它雖然只是 ERW 的一環，卻是至關重要的第一步——如果無法掌握岩石究竟風化了多少，就無法準確量化碳移除的成果。
Weathering Potential Explorer 的功能
Weathering Potential Explorer 旨在評估哪些地區的矽酸鹽風化潛力最高，依據的是全球公開數據集，包括土地覆蓋、氣溫、土壤有機碳含量、土壤濕度以及土壤水的 pH 值。該工具會輸出一個標準化的「相對風化潛力指數」，以百分位數來呈現全球農業土壤的排名，其中位於高百分位的區域，代表其環境條件更有利於岩石快速溶解。此外，Weathering Potential Explorer 也內建農地篩選、土壤化學遮罩等功能，並能提供不同風化潛力區間內的土地面積統計。
這項計算方法採用風化模型中常見的簡化公式：溶解速率取決於氫離子濃度、土壤濕度（代表有多少岩石表面與水接觸，並假設水在達到平衡前會被更新），以及隨溫度變化的 Arrhenius 因子（例如 White & Brantley 2003；Maher & Chamberlain 2014）。這種方式能夠反映風化的主要環境驅動因素，而不必模擬特定礦物的反應動力學。
結論
Weathering Potential Explorer 是全球第一個用來評估 ERW 部署環境適宜性的工具。它結合公開數據與簡化的機制模型，能協助找出哪些地區的條件最適合加速風化。不過，這項工具的定位是提供方向性參考，其結果必須結合在地知識、實地驗證與更多基線分析，才能正確解讀。隨著 ERW 逐漸被視為一項重要的氣候解方，相信這類開放取用的工具，能夠協助公私部門做出決策，並釋放 ERW 的最大潛力。
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