这篇文档属于类型a（单一原创研究论文），以下是针对该研究的学术报告：
作者及机构
本研究由比利时安特卫普大学（University of Antwerp）生物系地球生物学研究团队的Luna J J Geerts、Astrid Hylén和Filip J R Meysman（通讯作者）合作完成，发表于2025年的*Environmental Research Letters*（Volume 20, Issue 7, 文章编号074049）。
研究领域与动机
本研究属于碳清除技术（Carbon Dioxide Removal, CDR）与海洋地球化学交叉领域。为应对气候变化，除减排外，主动清除大气CO₂的技术（如海洋碱度增强，Ocean Alkalinity Enhancement, OAE）备受关注。其中，海洋强化岩石风化（Marine Enhanced Rock Weathering, MERW）通过向海岸带沉积物中添加橄榄石（(Mg,Fe)₂SiO₄）以加速其溶解，释放碱度（OH⁻），促进海水吸收CO₂并转化为HCO₃⁻储存。然而，MERW的实际碳清除潜力受沉积物类型、水动力条件等因素影响，此前缺乏区域尺度的量化评估。
研究目标
1. 量化法国海岸带MERW的碳清除潜力；
2. 分析不同沉积环境（底负载、渗透性、黏性沉积物）对橄榄石溶解动力学的影响；
3. 评估海洋空间规划（如保护区限制）对MERW实施面积的约束。
1. 模型构建与参数化
- 空间模型：以法国本土海岸带为研究区，分辨率1/24°×1/24°（约15 km²），模拟一次性添加橄榄石后100年内的CO₂封存潜力。
- 关键参数：
- 溶解速率（*rdiss*）：基于“收缩核模型”（Shrinking Core Model），考虑橄榄石粒径（25–120 µm）、粗糙度、温度、pH等；
- CO₂捕获潜力（*PCO2*）：由海水温度、盐度、溶解无机碳（DIC）及大气CO₂浓度（420 ppm）计算；
- 沉积物类型：分为底负载（粗颗粒）、渗透性（砂质）、黏性（泥质）三类，对应不同的溶解速率常数（*kd*）。
2. 环境数据整合
- 数据来源：大西洋与地中海物理-生物地球化学模型再分析数据、法国海洋水文局（SHOM）沉积物类型图；
- 空间限制：仅考虑领海（12海里）内非永久分层水域，排除岩石区域和自然保护区（如Natura2000）。
3. 敏感性分析
- 拉丁超立方采样：评估模型对温度、pH、盐度等参数的敏感性，计算Sobol指数；
- 情景模拟：固定单一参数（如均匀*kd*或pH），分析其对总CO₂封存量的影响。
4. 碳清除潜力计算
- 累积CO₂封存量（*FCO2*）：整合100年内各沉积类型的CO₂封存速率，假设橄榄石负载量为20 kg/m²。
1. MERW适用区域
- 法国领海面积73,100 km²中，仅45%（33,000 km²）适合MERW（排除分层水域和岩石区）；若进一步排除保护区，适用面积降至23%（16,600 km²）。
- 沉积类型分布：底负载（15,000 km²）和渗透性沉积（15,300 km²）占主导，黏性沉积（2,700 km²）集中于加龙河与罗讷河三角洲。
2. 橄榄石溶解动力学
- 溶解时间（τ）：底负载环境最快（163年溶解80%），黏性沉积次之（304年），渗透性沉积最慢（884年）；若匹配原位粒径（如1082 µm砂粒），τ延长至6,374年。
- 碱度通量：前5年平均为0.03–0.26 mol/m²/yr，底负载区域最高。
3. CO₂封存潜力
- 单位面积封存率：平均0.32 kg CO₂/m²/kg橄榄石（100年），底负载（0.52）、黏性（0.33）、渗透性（0.12）差异显著。
- 全国总量：假设负载20 kg/m²，100年内法国海岸带可封存210 Mt CO₂，其中底负载贡献74%（高溶解速率+大面积）。
4. 敏感性分析
- 主导因素：溶解速率常数*kd*（Sobol主效应0.89）和橄榄石粒径（0.12）对结果影响最大；固定pH导致CDR潜力高估12%。
科学意义
1. 区域量化：首次在法国海岸带尺度评估MERW潜力，揭示沉积类型是碳清除效率的关键制约因素；
2. 方法创新：结合空间模型与沉积动力学，为全球类似研究提供范式；
3. 政策参考：指出海洋空间规划（如保护区限制）对MERW实施的现实约束。
应用价值
- MERW可作为法国CDR技术组合的一部分，但无法单独满足国家需求（需17 Gt CO₂/百年）；
- 底负载环境（如北海沿岸）是优先实施区域，需权衡橄榄石粒径与能耗成本。
局限与展望
- 未考虑沉积物搬运、次生矿物反应（如碳酸盐沉淀）对碱度通量的影响；
- 未来需通过中尺度实验验证*kd*的野外实测值。
（报告字数：约1,800字）