افعلها بنفسك على نطاق كوكبي
محتوى
من زراعة الغابات على نطاق قاري إلى الحث الاصطناعي لهطول الأمطار ، بدأ العلماء في اقتراح واختبار وتنفيذ مشاريع الهندسة الجيولوجية واسعة النطاق في بعض الحالات لتحويل الكوكب جذريًا (1). تم تصميم هذه المشاريع لحل المشكلات العالمية مثل التصحر والجفاف أو زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، ولكنها تمثل مشكلة كبيرة في حد ذاتها.
أحدث فكرة رائعة لعكس آثار الاحتباس الحراري يصد كوكبنا إلى مدار بعيد عن الشمس. في فيلم الخيال العلمي الصيني الذي صدر مؤخرًا The Wandering Earth ، تغير البشرية مدار الأرض بدفعات ضخمة لتجنب التوسع (2).
هل شيء مشابه ممكن؟ انخرط الخبراء في حسابات كانت نتائجها مقلقة إلى حد ما. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام محركات صاروخ فالكون الثقيل من سبيس إكس ، فسيستغرق الأمر 300 مليار "إطلاق" بكامل الطاقة لإيصال الأرض إلى مدار المريخ ، بينما سيتم استخدام معظم المواد الموجودة على الأرض في البناء والطاقة. هذا. سيكون المحرك الأيوني الأكثر فاعلية قليلاً هو وضعه في مدار حول الأرض ومتصل بطريقة ما بالكوكب - من المفترض أن يستخدم 13٪ من كتلة الأرض لنقل الـ 87٪ المتبقية إلى مدار آخر. لذا ربما؟ يجب أن يكون قطرها ما يقرب من عشرين ضعف قطر الأرض ، وستستغرق الرحلة إلى مدار المريخ ... مليار سنة.
2. إطار من فيلم "The Wandering Earth"
لذلك ، يبدو أن مشروع "دفع" الأرض إلى مدار أكثر برودة يجب تأجيله إلى أجل غير مسمى في المستقبل. بدلاً من ذلك ، أحد المشاريع قيد التنفيذ بالفعل في أكثر من موقع ، بناء حواجز خضراء على الأسطح الكبيرة من الكوكب. وهي مكونة من نباتات محلية وتزرع على أطراف الصحاري لوقف المزيد من التصحر. يُعرف أكبر جدارين باسمهما الإنجليزي في الصين ، والتي تحاول على مدى 4500 كيلومتر احتواء انتشار صحراء جوبي ، و الجدار الأخضر العظيم في إفريقيا (3) ، حتى 8 كم على حدود الصحراء.
3. احتواء الصحراء في إفريقيا
ومع ذلك ، حتى أكثر التقديرات تفاؤلاً تظهر أننا سنحتاج على الأقل مليار هكتار من الغابات الإضافية لاحتواء آثار الاحتباس الحراري عن طريق تحييد الكمية المطلوبة من ثاني أكسيد الكربون. هذه منطقة بحجم كندا.
وفقًا لعلماء من معهد بوتسدام لأبحاث المناخ ، فإن غرس الأشجار له أيضًا تأثير محدود على المناخ ويثير عدم اليقين بشأن ما إذا كان فعالًا على الإطلاق. يبحث المتحمسون للهندسة الجيولوجية عن طرق أكثر راديكالية.
حجب الشمس بالرمادي
تقنية مقترحة منذ سنوات عديدة رش المركبات الحامضة في الغلاف الجوي، المعروف أيضًا بالاختصار SRM (إدارة الإشعاع الشمسي) هي إعادة إنتاج للظروف التي تحدث أثناء الانفجارات البركانية الكبيرة التي تطلق هذه المواد في الستراتوسفير (4). يساهم هذا ، من بين أمور أخرى ، في تكوين السحب وتقليل وصول الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض. لقد أثبت العلماء ، على سبيل المثال ، أنه رائع بيناتوبو في الفلبين ، أدى في عام 1991 إلى انخفاض درجة الحرارة في جميع أنحاء العالم بنحو 0,5 درجة مئوية على مدى عامين على الأقل.
4. تأثير رذاذ الكبريت
في الواقع ، ساهمت صناعتنا ، التي كانت تنبعث منها كميات هائلة من ثاني أكسيد الكبريت كمواد ملوثة لعقود ، في تقليل انتقال أشعة الشمس. وتشير التقديرات إلى أن هذه الملوثات في الميزان الحراري توفر حوالي 0,4 واط من "البرق" للأرض لكل متر مربع. ومع ذلك ، فإن التلوث الذي ننتجه بثاني أكسيد الكربون وحمض الكبريتيك ليس دائمًا.
لا ترتفع هذه المواد إلى طبقة الستراتوسفير ، حيث يمكن أن تشكل غشاءً دائمًا مضادًا للشمس. يقدر الباحثون أنه من أجل موازنة تأثير التركيز في الغلاف الجوي للأرض ، يجب ضخ ما لا يقل عن 5 ملايين طن أو أكثر في الستراتوسفير.2 ومواد أخرى. ويقدر مؤيدو هذه الطريقة ، مثل جوستين ماكليلان من أورورا لعلوم الطيران في ماساتشوستس ، أن تكلفة مثل هذه العملية ستبلغ حوالي 10 مليارات دولار سنويًا - وهو مبلغ كبير ، لكنه ليس كافياً لتدمير البشرية إلى الأبد.
لسوء الحظ ، فإن طريقة الكبريت لها عيب آخر. التبريد يعمل بشكل جيد في المناطق الأكثر دفئًا. في منطقة القطبين - لا شيء تقريبًا. لذلك ، كما قد تتخيل ، لا يمكن إيقاف عملية ذوبان الجليد وارتفاع منسوب سطح البحر بهذه الطريقة ، وستظل قضية الخسائر الناجمة عن فيضانات المناطق الساحلية المنخفضة تهديدًا حقيقيًا.
في الآونة الأخيرة ، أجرى علماء من جامعة هارفارد تجربة لإدخال مسارات الهباء الجوي على ارتفاع حوالي 20 كم - وهي غير كافية ليكون لها تأثير كبير على طبقة الستراتوسفير للأرض. تم إجراء (SCoPEx) بواسطة بالون. يحتوي الهباء الجوي على wi. الكبريتات التي تخلق ضبابًا يعكس ضوء الشمس. هذا هو واحد من العديد من مشاريع الهندسة الجيولوجية محدودة النطاق التي يتم تنفيذها على كوكبنا بأعداد مذهلة.
المظلات الفضائية وزيادة بياض الأرض
من بين المشاريع الأخرى من هذا النوع ، تجذب الفكرة الانتباه إطلاق مظلة عملاقة في الفضاء الخارجي. هذا من شأنه أن يحد من كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض. هذه الفكرة موجودة منذ عقود ، لكنها الآن في مرحلة التطوير الإبداعي.
يصف مقال نُشر في عام 2018 في مجلة Aerospace Technology and Management المشروع الذي أطلق عليه المؤلفون اسم المشروع. وفقًا لذلك ، من المخطط وضع شريط عريض من ألياف الكربون عند نقطة لاغرانج ، وهي نقطة مستقرة نسبيًا في النظام المعقد لتفاعلات الجاذبية بين الأرض والقمر والشمس. تحجب الورقة جزءًا صغيرًا فقط من الإشعاع الشمسي ، ولكن قد يكون ذلك كافيًا لخفض درجات الحرارة العالمية إلى ما دون 1,5 درجة مئوية التي حددتها لجنة المناخ الدولية.
يقدمون فكرة مماثلة إلى حد ما مرايا كبيرة المساحة. تم اقتراحها في وقت مبكر من الأول من قبل عالم الفيزياء الفلكية لويل وود من مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا. لكي يكون المفهوم فعالاً ، يجب أن يقع الانعكاس على 1٪ على الأقل من ضوء الشمس ، ويجب أن تبلغ مساحة المرايا 1,6 مليون كيلومتر مربع.2.
يريد البعض الآخر حجب الشمس عن طريق التحفيز وبالتالي تطبيق عملية تعرف باسم استمطار السحب. هناك حاجة إلى "البذور" لتوليد القطرات. بطبيعة الحال ، تتشكل قطرات الماء حول جزيئات الغبار وحبوب اللقاح وملح البحر وحتى البكتيريا. من المعروف أنه يمكن أيضًا استخدام مواد كيميائية مثل يوديد الفضة أو الثلج الجاف لهذا الغرض. يمكن أن يحدث هذا مع تلك الأساليب المعروفة والمستخدمة بالفعل. اشراق وتبييض الغيوم، اقترحه الفيزيائي جون لاثام في عام 1990. يقترح مشروع Sea Cloud Lightning في جامعة واشنطن في سياتل تحقيق تأثير التبييض عن طريق رش مياه البحر على السحب فوق المحيط.
مقترحات بارزة أخرى زيادة في بياض الأرض (أي نسبة الإشعاع المنعكس إلى الإشعاع الساقط) تنطبق أيضًا على طلاء المنازل باللون الأبيض ، وزراعة النباتات الساطعة ، وربما حتى وضع الألواح العاكسة في الصحراء.
وصفنا مؤخرًا تقنيات الامتصاص التي تعد جزءًا من ترسانة الهندسة الجيولوجية في MT. وهي عمومًا ليست عالمية في نطاقها ، على الرغم من أنه إذا زاد عددها ، فقد تكون العواقب عالمية. ومع ذلك ، فإن عمليات البحث جارية عن الأساليب التي تستحق اسم الهندسة الجيولوجية. إزالة أول أكسيد الكربون2 من الجو ، وفقًا للبعض ، قد يمر بذر المحيطاتالتي ، بعد كل شيء ، هي واحدة من أحواض الكربون الرئيسية على كوكبنا ، وهي مسؤولة عن تقليل ما يقرب من 30 ٪ من ثاني أكسيد الكربون2. الفكرة هي تحسين كفاءتها.
أهم طريقتين هما تسميد البحار بالحديد والكالسيوم. هذا يحفز نمو العوالق النباتية ، التي تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتساعد على ترسبه في القاع. ستؤدي إضافة مركبات الكالسيوم إلى تفاعل مع ثاني أكسيد الكربون.2 مذابة بالفعل في المحيط وتكوين أيونات البيكربونات ، مما يقلل من حموضة المحيطات ويجعلها تستقبل المزيد من ثاني أكسيد الكربون2.
أفكار من إسطبلات إكسون
أكبر رعاة لأبحاث الهندسة الجيولوجية هم معهد هارتلاند ومؤسسة هوفر ومعهد أمريكان إنتربرايز ، وكلها تعمل في صناعة النفط والغاز. لذلك ، غالبًا ما يتم انتقاد مفاهيم الهندسة الجيولوجية من قبل دعاة تقليل الكربون الذين ، في رأيهم ، يصرفون الانتباه عن جوهر المشكلة. بجانب تطبيق الهندسة الجيولوجية دون تقليل الانبعاثات يجعل البشرية تعتمد على هذه الأساليب دون حل المشكلة الحقيقية.
تشتهر شركة النفط ExxonMobil بمشاريعها العالمية الجريئة منذ التسعينيات. بالإضافة إلى تخصيب المحيطات بالحديد وبناء حماية شمسية بقيمة 90 تريليون دولار في الفضاء ، اقترحت أيضًا تبييض سطح المحيط من خلال تطبيق طبقات لامعة أو رغوة أو منصات عائمة أو "انعكاسات" أخرى على سطح الماء. كان الخيار الآخر هو جر الجبال الجليدية في القطب الشمالي إلى خطوط العرض المنخفضة بحيث يعكس بياض الجليد أشعة الشمس. بالطبع ، لوحظ على الفور خطر الزيادة الهائلة في تلوث المحيطات ، ناهيك عن التكاليف الباهظة.
اقترح خبراء إكسون أيضًا استخدام مضخات كبيرة لنقل المياه من تحت الجليد البحري في أنتاركتيكا ثم رشها في الغلاف الجوي بحيث تتساقط كثلج أو جسيمات جليدية على الصفيحة الجليدية في شرق القارة القطبية الجنوبية. ادعى المؤيدون أنه إذا تم ضخ ثلاثة تريليونات طن سنويًا بهذه الطريقة ، فسيكون هناك ثلوج أكثر بمقدار 0,3 متر على الغطاء الجليدي ، ومع ذلك ، نظرًا لتكاليف الطاقة الهائلة ، لم يعد هذا المشروع مذكورًا.
فكرة أخرى من إسطبلات إكسون هي بالونات الألومنيوم الرقيقة المملوءة بالهيليوم في طبقة الستراتوسفير ، الموضوعة على ارتفاع يصل إلى 100 كيلومتر فوق سطح الأرض لتشتيت ضوء الشمس. كما تم اقتراحه لتسريع دوران المياه في محيطات العالم من خلال تنظيم ملوحة بعض المناطق الرئيسية ، مثل شمال الأطلسي. لكي تصبح المياه أكثر ملوحة ، تم النظر ، من بين أمور أخرى ، في الحفاظ على الغطاء الجليدي في جرينلاند ، مما يمنع ذوبانه السريع. ومع ذلك ، فإن الآثار الجانبية لتبريد شمال الأطلسي ستكون تبريد أوروبا ، مما يجعل من الصعب على البشر البقاء على قيد الحياة. تافه.
البيانات المقدمة مراقب الهندسة الجيولوجية - مشروع مشترك بين Biofuelwatch و ETC Group و Heinrich Boell Foundation - يُظهر أنه تم تنفيذ الكثير من مشاريع الهندسة الجيولوجية حول العالم (5). تظهر الخريطة نشطة ومكتملة ومهجورة. يبدو أنه لا يوجد حتى الآن إدارة دولية منسقة لهذا النشاط. لذلك فهي ليست هندسة جيولوجية عالمية بشكل صارم. أشبه بالأجهزة.
5. خريطة لمشاريع الهندسة الجيولوجية حسب موقع map.geoengineeringmonitor.org
وقد تم بالفعل تنفيذ معظم المشاريع ، أكثر من 190 مشروعا. عزل الكربون، أي احتجاز الكربون وتخزينه ، وحوالي 80 - التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه (، KUSS). كان هناك 35 مشروعًا لتخصيب المحيطات وأكثر من 20 مشروعًا لحقن الهباء الجوي الستراتوسفير (SAI). في قائمة Geoengineering Monitor ، نجد أيضًا بعض الأنشطة المتعلقة بالسحابة. تم إنشاء أكبر عدد من المشاريع لتعديل الطقس. تظهر البيانات أن هناك 222 حدثًا مرتبطًا بزيادة في هطول الأمطار و 71 حدثًا مرتبطًا بانخفاض في هطول الأمطار.
العلماء يواصلون المجادلة
طوال الوقت ، يثير حماس المبادرين لتطوير الظواهر المناخية والغلاف الجوي والمحيطات على نطاق عالمي أسئلة: هل نعرف حقًا ما يكفي لتكريس أنفسنا للهندسة الجيولوجية دون خوف؟ ماذا لو ، على سبيل المثال ، أدى الاستمطار على نطاق واسع إلى تغيير تدفق المياه وتأخير موسم الأمطار في جنوب شرق آسيا؟ ماذا عن محاصيل الأرز؟ ماذا لو ، على سبيل المثال ، أدى إلقاء أطنان من الحديد في المحيط إلى القضاء على الأسماك على طول ساحل تشيلي؟
في المحيط ، تم تنفيذه لأول مرة قبالة سواحل كولومبيا البريطانية في أمريكا الشمالية في عام 2012 ، وسرعان ما أدى إلى نتائج عكسية مع تكاثر الطحالب الضخمة. في وقت سابق من عام 2008 ، وافقت 191 دولة في الأمم المتحدة على حظر تخصيب المحيطات خوفًا من آثار جانبية غير معروفة ، أو تعديلات محتملة على السلسلة الغذائية ، أو إنشاء مناطق منخفضة الأكسجين في المسطحات المائية. في أكتوبر 2018 ، نددت أكثر من مائة منظمة غير حكومية بالهندسة الجيولوجية باعتبارها "خطيرة وغير ضرورية وغير عادلة".
كما هو الحال مع العلاج الطبي والعديد من الأدوية ، تثير الهندسة الجيولوجية آثار جانبيةوالتي بدورها ستتطلب تدابير منفصلة لمنعها. كما أشار براد بلومر في صحيفة واشنطن بوست ، بمجرد أن تبدأ مشاريع الهندسة الجيولوجية ، من الصعب إيقافها. عندما نتوقف ، على سبيل المثال ، عن رش الجسيمات العاكسة في الغلاف الجوي ، ستبدأ الأرض في التسخين بسرعة كبيرة. والمفاجئة أسوأ بكثير من تلك البطيئة.
توضح دراسة حديثة نشرت في مجلة علوم الأرض ذلك. استخدم مؤلفوها أحد عشر نموذجًا مناخيًا لأول مرة للتنبؤ بما قد يحدث إذا طبق العالم الهندسة الجيولوجية الشمسية لتعويض الزيادة بنسبة واحد بالمائة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية سنويًا. والخبر السار هو أن النموذج يمكن أن يثبت درجات الحرارة العالمية ، ولكن يبدو أنه إذا توقفت الهندسة الجيولوجية بمجرد تحقيق ذلك ، فستحدث ارتفاعات كارثية في درجات الحرارة.
يخشى الخبراء أيضًا من أن مشروع الهندسة الجيولوجية الأكثر شعبية - ضخ ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي - قد يعرض بعض المناطق للخطر. مؤيدو مثل هذه الإجراءات يعارضون. أكدت دراسة نشرت في مجلة Nature Climate Change في مارس 2019 أن الآثار السلبية لمثل هذه المشاريع ستكون محدودة للغاية. شارك في تأليف الدراسة أ. يقول ديفيد كيث من جامعة هارفارد ، وهو عالم في الهندسة والسياسة العامة ، إنه لا ينبغي للعلماء فقط لمس الهندسة الجيولوجية ، وخاصة الطاقة الشمسية.
- - هو قال. -
تم بالفعل انتقاد مقال كيث من قبل أولئك الذين يخشون أن العلماء يبالغون في تقدير التقنيات الحالية وأن تفاؤلهم بشأن أساليب الهندسة الجيولوجية يمكن أن يثني المجتمع عن بذل جهود للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
هناك العديد من الدراسات التي توضح مدى إحباط تطبيق الهندسة الجيولوجية. في عام 1991 ، تم إطلاق 20 ميغا طن من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي العالي ، وتم تغطية الكوكب بأكمله بطبقة من الكبريتات ، مما يعكس كمية كبيرة من الضوء المرئي. بردت الأرض بنحو نصف درجة مئوية. ولكن بعد بضع سنوات ، سقطت الكبريتات من الغلاف الجوي ، وعاد تغير المناخ إلى نمطه القديم المقلق.
ومن المثير للاهتمام ، أنه في عالم ما بعد بيناتوبو الهادئ والأبرد ، بدا أن النباتات تعمل بشكل جيد. خاصة الغابات. وجدت إحدى الدراسات أنه في الأيام المشمسة في عام 1992 ، زاد التمثيل الضوئي في غابة ماساتشوستس بنسبة 23 ٪ مقارنة بما كان عليه قبل ثوران البركان. أكد هذا الفرضية القائلة بأن الهندسة الجيولوجية لا تهدد الزراعة. ومع ذلك ، أظهرت دراسات أكثر تفصيلاً أنه بعد الانفجار البركاني ، انخفضت محاصيل الذرة العالمية بنسبة 9,3٪ ، والقمح وفول الصويا والأرز بنسبة 4,8٪.
وهذا من شأنه أن يهدئ مؤيدي التبريد العالمي للعالم.
