圖片：1871年USGS所拍攝亞利桑那州受風沙侵蝕風化影響的岩石。近幾年科學家發現透過某些方式的加強成土的風化作用也許有助於減緩海洋酸化的威脅(圖片引用自維基共享資源)。
資料整理者：嚴融怡
前言
風化是岩石到土壤的成土作用，以及土壤本身仍然會繼續受其地質形塑的重要歷程。土壤在調節化學風化反應和碳從陸地到海洋的轉移方面發揮著重要作用。透過「增強風化」增加海洋鹼度的建議作為幫助防止氣候變遷的手段正受到越來越多的關注。這將增強土壤生物地球化學功能與海洋鹼度水平之間現有的聯繫。增強風化的可行性取決於添加到土壤中的礦物質、土壤中次生礦物質的形成和排水狀況以及溶解礦物質周圍的呼吸二氧化碳分壓的綜合影響。透過增強風化作用來增加海洋的鹼度水平可 以透過兩種方式幫助改善海洋酸化的影響。首先，風化作用的增強會略微提高排水水體和接收沿海水域的pH 值。pH值升高將導致碳酸鹽礦物飽和狀態增加，並部分逆轉二氧化碳升高的影響。其次，鹼度的增加將有助於透過維持「雷維爾係數」(Revelle Factor)(註1)來補充海洋的緩衝能力，使海洋對進一步的二氧化碳排放更具彈性。然而，關於增強風化對下游和海洋影響的研究有限，而這些影響是部署決策的基礎。
一、簡介
地球氣候受陸地和海洋過程的調節。
土壤作為重要的儲碳區域，也會將大氣中的二氧化碳，轉化為固體儲存在土壤當中。土壤中的碳素儲存又可分為有機型態與無機型態；其中，有機碳來自生命體包括枯枝落葉、植物殘體、根殘留物與分泌物等主要來源，其次則為動物、微生物的殘骸或其排洩物等等，這些含碳有機物質儲存在土壤當中就是『有機碳』。因此土壤作為有機碳累積與周轉的媒介，在連結陸地與海洋這兩個區域都發揮著重要作用。土壤另外也有無機碳的儲存，當中主要是碳酸鈣，另外還有少量碳酸鎂或碳酸鈉，不過容易因為雨水淋洗而流失。不過土壤的化育過程也會促進礦物風化，從大氣中去除二氧化碳， 將其轉化為碳酸氫根離子，同時也會因為這些離子釋放排入進大海而增加海洋的鹼度。不過，土壤也同樣是二氧化碳排放無可爭議的熱點區域，像是在歐洲，土壤排碳主要來自一些泥炭地（有機土壤）的排水，一些具有高度有機土壤的地區像是愛爾蘭、波蘭、德國、挪威和波羅的海國家也都注意其土壤排水可能會造成排碳的情形。
圖片：1872年維蘇威火山噴發情形，火山的脫氣也常是大氣中二氧化碳的重要來源(圖片引用自維基共享資源)
陸地和海洋過程之間的這種關係是自然碳循環的一個重要特徵，特別是作為平衡火山脫氣與大氣中其他自然二氧化碳累積的回饋。風化也將消耗1000–10萬年以內所有人為二氧化碳排放量。
土壤的作用與「增強風化」提案特別相關，該提案考慮在土地中添加礦物質以幫助緩解氣候變遷。每年，地球上的河流自然會在海洋中添加約 5億噸溶解鈣。此鈣源自碳酸鹽或矽酸鹽礦物的風化，其（與其他陽離子：鎂、鈉和鉀一起）也消耗二氧化碳。這顯示單一礦物（方解石和矽灰石）與二氧化碳的反應，但通常是岩石與大氣中一系列礦物的反應，產生一系列溶解的物質以及新的礦物相（包括粘土礦物和鐵氧化物），但如上所述，通常消耗二氧化碳。矽酸鹽礦物的自然風化可從大氣中去除約 2.5 億噸 (Gt) 碳（1 GtC = 1 peta gram C），碳酸鹽風化也可去除類似量的碳。在地質時間尺度上，這種去除量與火山源的二氧化碳排放量是平衡的。這種平衡的變化對氣候系統至關重要，風化速率對溫度的依賴提供了長期的負回饋，穩定了全球氣候。
土壤作為風化反應發生的介質發揮重要作用。土壤中的礦物風化透過物理(凍融、濕潤-乾燥和人為活動)和生物化學(二氧化碳呼吸以及植物根、微生物和真菌菌絲的質子/有機分子滲出)自然加速過程。土壤主要由次生礦物(透過環境過程形成的礦物，例如粘土、碳酸鹽和鐵氧化物/氫氧化物)組成，也是風化的產物，風化可能會遮蔽下層岩石中的新鮮原生礦物並減少進一步的礦物溶解。土壤化育過程也可形成「成土」碳酸鹽。土壤碳酸鹽(註2)含量的量化通常僅限於乾旱環境，那裡是最大的碳庫。據估計，全球有 695-748 GtC 以成土碳酸鹽的形式儲存，其中鈣主要來自再活動的成岩碳酸鹽(lithogenic carbonate) 。
在這裡，探討了土壤在陸地-海洋無機碳循環中發揮的基本作用，以及如何透過土壤的作用，增強風化可能有助於改善海洋酸化。
二、土壤在增強風化作用中的作用
1. 土壤礦物與風化作用
將粉碎的碳酸鹽礦物施用於土壤是農業（農業石灰）改善土壤孔隙水 pH 值的標準做法。全球可能使用超過 100 公噸的農業石灰 (CaCO 3 )（例如，僅美國就使用了 20-30 公噸，儘管全球數據不易取得）。透過模仿自然風化，但對農業石灰使用類似的工藝和供應鏈，有些人建議有意向地表添加矽酸鹽礦物可能有助於防止氣候變遷，並帶來增加海洋鹼度的額外後果。增強風化可能是一系列方法的一部分，旨在到 2100 年從大氣中去除多種 Gt CO2 / yr。例如，最近的一項研究顯示，到 2050 年，在 12 個國家 35-59% 的農田面積中使用碎玄武岩足以去除 2 GtCO 2/ yr，每噸二氧化碳的成本為 60-220 美元。與增強風化相關的技術挑戰主要是需要將岩石破碎成小粒徑，使得礦物溶解速度夠快，使得大部分礦物在短短幾年內溶解。因此，Beerling等人的成本。 考慮了供應鏈所產生的排放。科學家考量可以控制增強風化功能的土壤特性和過程。因此認為理論上可以在地表上添加碳酸鹽礦物（例如擴大農業石灰的使用），而不是添加矽酸鹽礦物。然而，實際上，這樣的建議可能在每單位土地去除的二氧化碳方面受到相當大的限制。
土壤的無機成分在概念上分為原生礦物質和次生礦物質。原生礦物自熔融母質結晶以來並未發生顯著化學變化的素材。它們主要是具有不同鍵結結構的矽酸鹽礦物。土壤中其他常見的主要礦物質包括鈦/鐵/錳的氧化物/氫氧化物、碳酸鹽以及非晶態無機材料，例如火山玻璃。原生礦物在土壤中經歷各種物理、化學、生化和人為造成的風化。主要的風化途徑之一是與天然水溶液（例如雨水）的反應，其中大氣中的二氧化碳溶解形成碳酸。碳酸與原生礦物的表面發生反應，導致它們溶解。在較短的時間尺度上，碳酸鹽礦物的風化會導致的二氧化碳淨封存量比矽酸鹽礦物的風化少，並且在較長的時間尺度（超過數十萬至數百萬）年），由於海洋中碳酸鹽的最終再沉澱，封存。
在土壤中，由於植物和微生物的呼吸作用，二氧化碳分壓可能比大氣大10至100倍，使其與發電廠廢氣的範圍大致相同。這種升高的分壓會產生額外的酸度，加速礦物風化。此外，植物根部釋放的有機酸（例如蘋果酸和乙酸）、微生物（例如黃腐酸、腐殖酸、酚酸）和真菌（例如檸檬酸和草酸）的釋放會增強土壤的風化作用。此外，有機化合物可以與矽酸鹽礦物中的陽離子形成絡合物，促進分解並改變形成的產物。此外，被亞里斯多德譽為「地球的腸道」的蚯蚓，透過攝入過程中的有機酸、消化酵素和腸道微生物以及洞穴通氣和運輸過程，在促進礦物質降解方面發揮著重要作用。
由於大多數風化是透過原生礦物和水溶液之間的接觸發生的，因此礦物溶解度很重要。一般來說，二氧化矽聚合度較低的矽酸鹽礦物（如橄欖石）比二氧化矽聚合度較高的礦物（例如石英）溶解速度更快，因為與M-O 鍵相比，Si-O 鍵更強（其中牽涉到鈉、鎂或鈣等鍵結）。碳酸鹽礦物的溶解比矽酸鹽礦物快幾個數量級，並且碳酸鹽溶解在化學反應式是全等的，這意味著溶液中溶解元素的莫耳比與固體中溶解元素的莫耳比相似。然而，大多數原生矽酸鹽礦物的溶解不一致，這意味著它們更易溶解的成分會優先釋放。例如，當與天然水接觸時，礦物質往往會先釋放一價陽離子（例如鈉、鉀離子），然後釋放二價陽離子（鎂、鈣等），到後期才釋放三價陽離子（例如鐵離子和鋁離子），這是根據物種的水解難易度和靜電價之間的相關性。
在土壤中，原生矽酸鹽礦物風化的溶解產物增加了一些限制性養分的可用性，例如矽、鉀和磷。這些可以提高植物生產力並增加陸地碳庫的規模。這個過程對於自然土壤的形成至關重要。在土壤化育形成的過程中，一些溶解產物，即碳酸氫鹽，可經由河流輸送到海洋，增加其總鹼度，並抵消海洋酸化。此外，溶解的矽、磷和鐵則可刺激海洋當中的生物生產力，進一步讓生物以有機碳的形式從大氣中去除額外的二氧化碳。
除了產生生物可利用的溶解產物外，一些原生礦物質的不均勻溶解也會產生固體殘留物，稱為次生礦物質。例如，在風化過程中，原生礦物長石水解，釋放可溶性陽離子和原矽酸(Orthosilicic acid)，並留下固體次生（黏土）礦物高嶺石。
2.1 土壤礦物的風化
土壤中其他常見的次生礦物質包括氧化物(如氧化鐵)、氫氧化物(如氫氧化鋁)、碳酸鹽(如碳酸鈣)和磷酸鹽等。次生礦物也可以直接從水溶液中沉澱出來，而不是透過原生礦物的連續轉變。這些次生礦物質與有機分子的組成、結構和數量決定了土壤的陽離子交換能力（CEC），從而決定了土壤保持養分和緩衝酸化的能力。儘管黏土比其來源的原生礦物更耐風化，但它們也會經歷風化。在熱帶土壤中，溫度和降水量都很高，腐爛的有機物也很豐富，黏土會發生額外的分解。例如，高嶺石可能會水解，形成三水鋁石。
圖片：極育土。在組成紅壤以強風化作用特徵明顯的極育土或是年齡已經很古老的氧化物土當中有時常會發現高嶺石，但即便是高嶺石也還能繼續再風化下去(圖片引用自維基共享資源)。
2.2 土壤礦物進一步風化的相關因子
現場和實驗室研究顯示，黏土的形成可以顯著限制原生礦物風化的程度和速率，並控制元素通量。黏土的沉澱主要透過三種方式調節原生礦物的溶解速率：（i）透過控制天然水中原生礦物的飽和狀態； (ii) 在原生礦物上形成鈍化塗層，限制其反應表面積； (iii) 降低土壤的水力傳導率與/或創造優勢流動通道。
土壤風化的另一個主要因素是過渡金屬鐵和錳的存在及其相關的氧化還原過程。在原生礦物中，鐵和錳主要以還原態存在，即二價鐵與二價錳。它們的氧化會產生電荷不平衡，進而破壞礦物晶格的穩定性，進而導致風化。此外，水環境中氧化產生的酸度有利於礦物質的進一步分解。
2.3 土壤風化與增加鹼度到海洋的傳輸
全球土壤有機碳含量大約是大氣或陸地生物量的三倍，對該碳庫的微小擾動可能對大氣二氧化碳濃度產生巨大影響。次生礦物質在土壤有機質的穩定和保留方面發揮著非常大的作用。次生礦物與有機物形成微觀和宏觀聚集體，可形成物理屏障，抵禦微生物的侵襲。土壤有機質也可以透過與次生礦物質的化學或物理化學結合形成有機礦物質複合物而變得穩定。如果沒有這些保護，有機碳就會分解和礦化，進入大氣，最終導致海洋酸化。
因此，土壤孔隙水化學對於增強風化作用至關重要，而雨水、土壤孔隙水和徑流的「承載能力」可能受到次生礦物形成的限制。例如，表 1考慮了與一系列原生和次生礦物以及 400 µatm 二氧化碳（大約分壓）平衡的溶液的金屬陽離子濃度（鎂離子或鈣離子）和溶解的無機碳 (DIC)大氣中的二氧化碳）和 50 000 µatm 的二氧化碳（土壤孔隙氣體中二氧化碳的典型分壓）。總鹼度變化超過 8 個數量級，取決於溶解或沉澱的礦物質以及二氧化碳的分壓。有效的增強風化策略可能需要大約 10's tCO 2 ha −1 yr −1 的空間去除量，這對於大多數矽酸鹽礦物在 50 000 µatm CO 2下的熱力學上是可能的，但僅適用於較小的原生/ 400 µatm 二氧化碳。因此，增強風化的可行性取決於主要礦物的溶解、次生礦物的形成和二氧化碳分壓的綜合影響。這些決定了鹼性陽離子透過河流運輸到海洋的最大可能通量，從而確定了鹼度到海洋的運輸。
農業活動可以大大增強礦物風化和鹼度向海洋的通量。例如，耕作將風化程度較低的礦物質暴露在深處，並將其帶到風化速度較快的地表。施肥造成的酸化也可能增強礦物質的溶解。富氮肥料的硝化可產生硝酸，它可以進一步與礦物質發生反應，其反應速率超過天然碳酸。
2.4 硝化與含硫物質的輸入可能並無助於土壤對二氧化碳的封存
然而，硝化在調節風化中的作用以前被認為不會導致大氣中二氧化碳的封存，並且在碳酸鹽風化的情況下可能會促進二氧化碳排放。同樣，硫沉積（例如溶解到雨水中）、含硫礦物氧化導致的水酸化（例如酸性礦山排水）可能會促進風化，同時導致二氧化碳排放。對自然風化和增強風化的研究顯示，土壤對最終輸送到海洋的鹼度的產生有重要影響。這種鹼度影響海洋碳循環和海洋吸收二氧化碳的能力。事實上，Susan C Fitzer等人也曾檢查近幾十年來商業雙殼類物種生長下降的地區，實際上當地的牡蠣生物礦化也正是受到酸性硫酸鹽土壤逕流所衝擊。研究人員透過對於雪梨岩牡蠣（Saccostrea glomerata）殼體的晶體結構進行分析，結果顯示環境酸化的訊號在生物礦物的結構中很明顯。
3.1海洋碳循環與酸化
海洋是地球表面最大的碳庫，含有約 40000 GtC。這包括生物量中含有的有機碳 (3 GtC) 和溶解的有機碳 (700 GtC)。植物進行光合作用也會有助於海水中的營養鹽以及二氧化碳轉移進入植物體當中；當有機物分解時，營養鹽與二氧化碳再重新溶解回海水當中。然而，碳酸鹽系統內的分子，即二氧化碳水溶液、碳酸氫根離子和碳酸根離子構成了海洋碳的大部分，其中約920 Gt C存在於地表水中深海的37200 GtC。在海洋無機「碳酸鹽」循環當中，其中所有 850 Gt 的大氣碳在十年內透過 DIC循環。海洋自養生物消耗DIC來產生生物質，但一些鈣化者（例如珊瑚、鈣板金藻(coccolithophores)）也利用這種碳形成礦物碳酸鹽外殼，最後變成顆粒無機碳（PIC）。請注意，與自養不同，碳酸鹽殼的形成會消耗海洋鹼度並產生二氧化碳 /酸（也就是： 碳酸鈣 + 二氧化碳 + 水 → 鈣離子 + 2碳酸氫根 這一平衡方程式的逆反應過程。）。再礦化回二氧化碳、碳酸氫根和碳酸（或經由海洋表層生物介導的風化作用），只有少量（約 0.3 GtC /yr）到達海底並永久移除為沉積物。
圖片：衛星在北半球春季期間所觀測世界海洋表面的葉綠素濃度(1998年至2004年平均)，海洋表層葉綠素分布受浮游植物影響甚大(圖片引自NASA)。
生物體形成礦物碳酸鹽殼的難易度與標準化為礦物溶解度的溶解成分（此處為鈣離子和碳酸根離子）在相關方程式當中的活性乘積有關。海水中鈣的活性比較穩定。然而，碳酸根離子與海水中的二氧化碳則處於動態平衡，因此其活性會因水中的二氧化碳增加而降低。目前大氣中二氧化碳濃度已經從工業革命前的280 ppm（每百萬分子）上升了50%到今日的420 ppm，相當於現在地球大氣總共有870拍克的碳（1拍克碳PgC=1015克碳 =10億公噸碳）。而這樣的時間尺度變化也僅只兩百年左右。
3.2人為二氧化碳給予海洋敏感鈣化生物的衝擊
自工業革命以來，海洋吸收了近40%的人為二氧化碳排放，隨後降低了碳酸鹽礦物文石（CaCO3）的飽和狀態（此便是「海洋酸化」）。這個過程當中碳酸鈣離子透過與二氧化碳反應而被消耗，生成碳酸氫根。這給海洋當中部分敏感的鈣化生物帶來了壓力，當代和未來排放引起的額外酸化可能對一些生態系統產生嚴重影響。尤其地球上最大宗的碳酸鈣來源也並非一般大眾所熟悉，那些肉眼可見的鈣化生物結構(例如珊瑚與貝類)，而是大洋中的單細胞微生物，包括異營性的有孔蟲以及會行使光合作用的鈣板藻。其中又以後者產量最多，每年達1.5拍克的碳被鈣板藻捕捉進碳酸鈣中，等於目前台灣年均碳排0.075拍克的二十倍。在最近一些科學家認為增強風化的概念可能能夠透過全球部署的增強風化方案來抵消飽和狀態引起的變化。然而，為鈣化生物提供的保護在地理上很可能僅限於部署增強風化的區域。
圖片：海克爾所繪製的有孔蟲，已知有孔蟲大部分是帶有碳酸鈣殼體，並且一定程度上對於海洋酸化影響比較敏感的生物群(圖片引用自維基共享資源)
3.3 去除二氧化碳與Revelle因子
過去 20 年為了解海洋酸化的影響而進行的研究產生了不同的結果。能夠維持內部鈣化位點碳酸鈣飽和水準的物種可能較少受到海水 pH 值變化的影響。然而，二氧化碳升高將迫使鈣化生物體在殼體建構過程中消耗更多的能量，這可能對敏感生物體/生態系統（例如一些珊瑚）產生最大的影響，並且一些海洋環境到本世紀中葉可能會降至碳酸鈣飽和程度安全範圍以下。
透過二氧化碳與碳酸根反應生成碳酸氫根的平衡反應式可以除去水溶液中的二氧化碳，也可以從大氣中除去額外的二氧化碳。這種緩衝能力由 Revelle 和 Suess加以公式化，後來被稱為「Revelle 因子」（RF）。也就是方程式 RF=∂ ln[CO2] /∂ ln DIC 。
3.4 關於逆風化
科學家透過模式推估已知目前的海洋值已經偏離工業化前水平，並將在下個世紀繼續增加，相當於2000-2100年之間緩衝能力減少約34% 。而如果透過增加海洋鹼度（例如透過礦物風化）來減輕所有人為二氧化碳的排放，則可能維持海洋表層的RF值。最初，當鹼度增加時，它不會與大氣中的二氧化碳平衡，且RF會降低。在與二氧化碳平衡後，在特定條件下將維持RF值。雖然透過增加海洋鹼度來減少所有人為排放在技術上不太可能或可取，但這一假設的估算顯示，增強風化也可能有助於維持海洋的二氧化碳緩衝能力。
與碳酸鹽礦物經由海洋鈣化再沉澱的情況一樣，海水中矽酸鹽礦物也可能發生「逆風化」。這涉及溶解的金屬陰離子、矽酸、氫氧化鋁和碳酸氫鹽的結合，以沉澱貧陽離子粘土礦物並產生二氧化碳， 可以釋放到大氣中。此類反應在控制全球地球化學平衡方面發揮重要作用。它們去除海洋中的鹼度並控制海洋大氣系統中二氧化碳的分配。
矽的來源也可能是生物蛋白石(biogenic opal)，鋁的來源可能是「退化黏土」(degraded clays)。逆風化反應也可能涉及與固體的反應，例如基材顆粒上富含 FeOOH 的塗層。這類反應主要發生在海洋和三角洲環境。例如，在亞馬遜和密西西比河三角洲觀察到黏土原位形成。然而，它也被發現出現在衣索比亞的封閉盆地湖泊中。熱液噴口發生逆風化的程度有爭議 。亞馬遜陸架沉積物中的逆風化反應可能消耗多達 10% 的大陸河流的鉀通量。然而，由於除了來自陸地的黏土干擾之外，還形成了少量的黏土，因此逆風化的真實程度很難量化。因此，人們對該過程知之甚少，其貢獻仍不確定。一系列黏土礦物形成於海洋環境中，包括綠泥石(greenalite)、明尼蘇達石(minnesotaite)、坡縷石(palygorskite)、蒙特石(蒙脫石，montmorillonite，在土壤當中是具有較大可交換性酸度以及較多永久電荷位置組成的次生礦物)、海綠石(glauconite，是含水的鉀、鐵、鋁矽酸鹽礦物。屬於雲母族礦物、白雲母亞族)、貝蒂石(berthierine)、鮞綠泥石(Chamosite，是一種頁矽酸鹽礦物，在綠泥石族中作為Fe2+端成分成員)、斜綠泥石(clinochlore)、須藤石(sudoite，以日本東京大學粘土科學家須藤俊夫(Toshio Sudo)名字命名的綠泥石族礦物)、鈦雲母礦物(odenite)和柯綠石(Corrensite，是綠泥石和膨潤石（chlorite∕smectite）1：1的交錯層礦物，也稱為膨脹性綠泥石)。其中，只有綠泥石和明尼蘇達石被認為僅在海洋環境中形成，可用於幫助區分海洋和陸地來源。再使用同位素追踪，特別是鉀(K)、鋰(Li)和最近的鈹(Be)，可以更深入了解逆風化。
圖片：綠泥石。綠泥石的形成有時會和海洋熱液礦床有關(圖片引自維基共享資源)。
儘管透過逆風化形成黏土在熱力學上是有利的，但由於二氧化矽的限制，它們可能在空間和動力學上受到限制。事實上，據推測，矽質生物的晚期生態崛起以及由此導致的富矽條件的下降抑制了矽酸鹽礦物的逆風化速率，導致海洋鹼度升高和大氣二氧化碳水平降低。在亞馬遜三角洲的實驗中已經觀察到二氧化矽對逆風化的限制。另一方面，鋁和/或鐵的供應是密西西比三角洲黏土形成的動力學限制因素。逆風化反應產生二氧化碳並消耗海水鹼度。因此，這些過程的相對速率可能會影響利用海洋鹼度增強作為大氣二氧化碳管理策略和幫助化學對抗海洋酸化的方法的功效。例如，在實驗室搖床的橄欖石溶解實驗中報導了皂石的形成，並且在水槽風化研究中觀察到了蛭石和皂石。這些黏土的形成降低了海洋鹼度增強的效率，例如沿海增強的橄欖石風化，其目的是將二氧化碳作為碳酸氫鹽封存在海洋中。
結論
永續發展目標SDGs 14旨在『保護和永續利用海洋和海洋資源以促進永續發展』，目標是最大限度地減少和解決海洋酸化的影響，包括透過加強各級科學合作。防止海洋變暖、酸化和海平面上升對永續發展目標14產生影響的最有效方法是透過迅速實現二氧化碳淨零排放來穩定大氣中二氧化碳濃度（如果不能降低的話）。這不僅需要加倍努力大幅減少二氧化碳排放，又需要採取積極主動的方法每年去除數十億噸大氣中的二氧化碳。在減碳需求之下，土壤在陸地-海洋碳循環中也就發揮了重要作用，以及如何安全地加速此處的化學轉化有助於二氧化碳去除工作並幫助重新平衡海洋化學。土壤中介導的反應（包括呼吸和有機酸滲出）可加速風化速率，而次生礦物形成和二氧化碳升高可能會限制流入海洋的最大鹼度通量。這種鹼度有助於從大氣中去除二氧化碳並以溶解無機碳(DIC)的形式儲存在海洋中。
次生礦物的形成取決於主要礦物溶解的類型以及當地的氣候和生物群。土壤中增強風化的二氧化碳封存潛力需要透過現場監測來確定，尤其需要注意當中次生礦物的形成，以便精準確認大氣中去除的碳總量。
海洋消除了大約 25% 的人為二氧化碳排放，其中一些過量的二氧化碳透過碳酸鹽緩衝（即“Revelle 因子”）被中和。剩餘的二氧化碳導致海洋pH值降低，如果二氧化碳排放量持續增加，海洋pH值將進一步下降。由於與二氧化碳發生反應，海洋中的這種緩衝能力已經減弱，並且隨著二氧化碳排放量的增加而繼續減弱，從而減少了可去除和中和的二氧化碳量。透過增強風化方案，增加從陸地到海洋的鹼度通量，有可能部分補充海洋的緩衝能力，並減輕海洋酸化的一些影響。然而這類方法的實施同樣得要顧及到土壤保育以及土壤環境永續性等問題，因為土壤生態環境同樣也是相對十分敏感的環境；同時，這方面同樣也牽涉到永續發展目標SDGs 2 『確保糧食安全，消除飢餓，促進永續農業』的重要課題，因此同樣要十分謹慎而注意。
註1：雷維爾係數(Revelle Factor, buffer Factor；又稱緩衝係數)：由於海洋吸收二氧化碳的數量有限度，二氧化碳流入量可用這一係數來描述。雷維爾係數是二氧化碳的變化與溶解無機碳的變化比率，作為溶解幫浦於海水混合層中二氧化碳溶解的指標。雷維爾係數是表徵DIC庫將二氧化碳吸收為碳酸氫鹽之熱效率的表達式。雷維爾係數越低，海水吸收二氧化碳的能力就越高。美國科學家羅傑·雷維爾早期計算出的雷維爾係數約為10，但是2004年有研究顯示在低緯度熱帶海洋的係數為9左右，而在南冰洋的係數則大概為15左右。
註2：土壤碳酸鹽(soil carbonate)，就成因而言可分為三類：
(1)地質成因碳酸鹽（geogenic carbonate）：土壤保留自原先土壤母質的碳酸鹽，也就是一般所謂的『原生碳酸鹽』。
(2)生物成因碳酸鹽（biogenic carbonate）：這一類碳酸鹽來自於陸相環境中動植物生命過程或殘體保存所生成的碳酸鹽，像是蝸牛的外殼
(3)成壤作用碳酸鹽（pedogenic carbonate）：這一過程特指土壤生成過程中，土壤SIC庫發生溶解、遷移、沉澱所形成的碳酸鹽。一般所說的土壤碳酸鹽最常指稱這類碳酸鹽，這也是古環境復原中的研究熱點。
引用與延伸閱讀：
主要整理引用改寫資料：
Renforth, P. and Campbell, J. S. (2020). The role of soils in the regulation of ocean acidification. Philosophical Transactions of The Royal Society B Biological Sciences 376, 1834. Retrieved from https://doi.org/10.1098/rstb.2020.0174
其他輔助引用改寫資料：
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2.許正一(2022年08月24日)。農業碳匯專家QA--土壤篇。台灣科技媒體中心SMC資料庫。取自https://smctw.tw/14880/
3.張鈺哲(2020年12月8日)。百日百篇-011 ESR-什麼是土壤碳酸鹽？。張鈺哲科學網博客。取自
https://wap.sciencenet.cn/blog-3455920-1261617.html?mobile=1
4.詹森 主編(2018年08月)。臺灣區域海洋學(二版)。國立臺灣大學出版中心。
5.顧銓助(2022年01月27日)。艾密利的鈣板世界：地球碳循環中的隱藏角色。中央研究院科普專欄。取自https://www.sinica.edu.tw/News_Content/557/2448
6.European Union. (2011). Soil - the hidden part of the climate cycle. ISBN 978-92-79-19269-2
doi:10.2779/30669 Retrieved fromhttps://climate.ec.europa.eu/system/files/2016-11/soil_and_climate_en.pdf
7.Fitzer, S. C., Gabarda, S. T., Daly, L., Hughes, B., Dove, M., O'Connor, W., Potts, J., Scanes, P., Byrne, M. (2018). Coastal acidification impacts on shell mineral structure of bivalve mollusks. Ecology and Evolution 8, 17, 8973–8984. doi: 10.1002/ece3.4416 Retrieved from https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6157695/
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