الهندسة الجيولوجية الشمسية: كيفية تغيير المناخ بمساعدة المرايا في الفضاء والانفجارات البركانية الاصطناعية

في الواقع ، هناك تقدم ، لكن يبدو أنه لا يكفي: يتفق معظم العلماء الآن على ذلك

تغير المناخ حقيقي وسريع. على مدار القرن الماضي ، ارتفعت درجة حرارة سطح الأرض بحوالي 1 درجة مئوية ، ووفقًا لتوقعات الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) ، "التكنولوجيا الفائقة" ، بحلول عام 2100 ، ستزيد بمقدار 0.3-1.7 درجة مئوية أخرى (مع انخفاض كبير في الانبعاثات) أو 2.6-4.8 درجة مئوية (مع زيادة الانبعاثات). أسوأ الأخبار: الأرض ليست مهددة. سوف يستمر الكوكب في الوجود بغض النظر عما نفعله به. الحياة كلها معرضة للخطر ، والتي لم تتكيف بدقة مع مناخ مختلف.

لهذا السبب يتحدث بعض العلماءالحاجة إلى عمل أكثر حسما لوقف كارثة الكواكب. الهندسة الجيولوجية من بينها. يتحدث المزيد والمزيد من الباحثين عن الحاجة إلى "تعديل" درجة الحرارة على الأرض.


ذوبان الأنهار الجليدية في القطب الجنوبي يبطئ العمليةالاحتباس الحراري. نتيجة لاختفائهم ، لن تحدث زيادة حرجة في درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض عند درجتين مئويتين في عام 2053 ، كما كان يعتقد سابقًا ، ولكن في عام 2065.

الهندسة الجيولوجية أو "هندسة الأرض" - العصريةمصطلح للتدخلات واسعة النطاق في عمل الكوكب لإبطاء أو عكس آثار تغير المناخ. من الناحية النظرية ، يمكن استخدام مصطلح "الهندسة الجيولوجية" لوصف أي مخطط واسع النطاق لحل المشكلات. على سبيل المثال ، إذا زرع ملايين الأشخاص على شجرة ، فإن هذا سيقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون - وهذا يمكن أن يطلق عليه أيضًا الهندسة الجيولوجية. إذا تحول الجميع إلى استخدام الورق المعاد تدويره في نفس الوقت ، يمكن أن يسمى هذا الهندسة الجيولوجية ، لأننا سنخفض عدد الأشجار المقطوعة. هذا يناسب أيضا البناء الضخم لتوربينات الرياح.

ولكن في كثير من الأحيان نعني مشاريع غير عادية ،الذين يحاولون استعادة توازن مناخ الأرض عن طريق التأثير البشري المباشر على نطاق واسع على الأرض أو المحيطات أو الغلاف الجوي للكوكب. أحد المجالات الرئيسية لعمل العلماء هو محاولة لتهدئة الكوكب من خلال تقليل كمية الطاقة الشمسية القادمة. في اللغة الإنجليزية ، وهذا ما يسمى إدارة الإشعاع الشمسي (SRM).

انخفاض في الإشعاع الشمسي

إذا كانت المشكلة هي أن الكوكب يحصل أيضاالكثير من الإشعاع الشمسي ، هل من الممكن حلها عن طريق سد جزء من العالم ، كما يفعل المزارعون - تغطية الدفيئات المزودة بالستائر أو التبييض؟ يعتقد العلماء نعم ، ويحاولون إنقاذنا من الأشعة "الإضافية" بطرق مختلفة تمامًا.

ويستند واحد منهم على حقيقة أن كبيرةالانفجارات البركانية لا تؤدي فقط إلى صور مذهلة جديدة في ضفاف الملفات ، ولكن أيضًا لتقليل شفافية الأجواء المحيطة. التخفيف يقلل الإشعاع الشمسي الوارد عن طريق بث ثاني أكسيد الكبريت. بمجرد أن يتفاعل في الجو ، يتفاعل مع بخار الماء ، ويشكل قطرات من حمض الكبريتيك ، والغيوم التي تنتشر منها أشعة الشمس مرة أخرى.

يمكن للناس التعامل مع تغير المناخ ،تحاول أن تفعل شيئا مصطنع مثل هذا؟ للقيام بذلك ، لا تحتاج إلى تصميم بركان - مجرد "ضخ" ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي. وقد اقترح عالم المناخ السوفيتي ميخائيل بوديكو أحد أوائل من فعل ذلك. قام مستكشف الأرض الأمريكي وعلم المحيطات والاس بروكر بالبحث عن هذه الفكرة في الثمانينيات من القرن الماضي عندما عرض استئجار أسطول مكون من 700 طائرة من طائرات Jumbo Jets لإطلاق نفس الكمية من ثاني أكسيد الكبريت سنويًا مثل انفجار جبل بيناتوبو.

يمكن أن يكلف عشرات المليارات من الدولارات. قام كين كالديرا من قسم البيئة العالمية بمعهد كارنيجي بجامعة ستانفورد بإحصاء الأعداد واقترح إضافة كمية كافية من الكبريت إلى الغلاف الجوي "باستخدام خرطوم حريق واحد معلق من البالونات" بتكاليف متواضعة نسبيًا تبلغ 100 مليون دولار سنويًا. لكنه يشير إلى أن خطر حدوث مشاكل أخرى ، مثل تلوث الهواء الهائل أو تدمير طبقة الأوزون ، كبير.


يمكن أن تؤدي الثورات البركانية إلى وقف ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض بسبب انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي.

من ناحية أخرى ، هناك دراساتمن يقول أن الطريقة يمكن أن تكون آمنة. ومع ذلك ، حتى في الوقت نفسه ، من السابق لأوانه نشر المهمة ، يقول العلماء - يجب دراسة هذه التقنية بمزيد من التفصيل. وقال آلان روبوك ، أستاذ الجيوفيزياء والباحث في جامعة روتجرز في نيوجيرسي: "لا يمكننا الآن أن نقول ما إذا كان من المفيد ، إذا استمر الاحترار العالمي ، أن نقرر ما إذا كنا سنبدأ برش المادة في الستراتوسفير". "علينا الإجابة على هذا السؤال ، لكن لدينا القليل من البيانات." في الوقت نفسه ، تُجرى بالفعل دراسات عملية لهذه الطريقة - سيقوم علماء من جامعة هارفارد في النصف الأول من عام 2019 بإطلاق منطاد مسيطر عليه على بعد 20 كم فوق الجنوب الغربي للولايات المتحدة. سوف يرشون كمية صغيرة من كربونات الكالسيوم في أجزاء من 100 غرام وسيراقبون كيف يتبددون ويؤثرون على الغلاف الجوي.

كربونات الكالسيوم يختلف عن ثاني أكسيد الكبريت ،المنبعثة من البركان بيناتوبو. كما لاحظ جوزيف توليفسون ، أحد أعضاء الفريق ، فإن الاندفاع سيسرع أيضًا في نضوب طبقة الأوزون. يأمل الباحثون أن يكون لكربونات الكالسيوم تأثير أقل على الأوزون. ولكن نظرًا لأنه لا يوجد بشكل طبيعي في الستراتوسفير ، فإن تتبع كربونات الكالسيوم يصعب تتبعه دون تجربة.

المرايا في الفضاء

لنفترض أن المواد يمكن أن تكون خطيرة لجو الكوكب ، لكن يمكن للعلماء الاستغناء عنها - لماذا لا تبني مرآة تعكس أشعة الشمس؟ في الوقت نفسه ، حتى الحسابات الأولية رائعة - لتغيير درجة الحرارة على الأرض ، ستحتاج إلى مرآة بحجم جرينلاند (هناك خيارات لاستخدامها في عدة مرايا أصغر). قد يبدو هذا جنونًا ، لكن في عام 2001 تم تقديم هذا الخيار إلى حكومة الولايات المتحدة وما زالوا يعتبرونه أحد الطرق للحفاظ على درجة حرارة طبيعية على الأرض.

اقترح روجر آنجل من جامعة أريزونااستخدم حوالي تريليون من المرايا الرفيعة التي يبلغ سمكها 60 سم لإنشاء سحابة كونية اصطناعية ، يبلغ عرضها حوالي ضعف عرض الأرض. يفترض تقدير التكلفة التقريبية أن الخطة ستكون مكلفة للغاية - من مئات المليارات إلى مئات المليارات من الدولارات. من ناحية أخرى ، إذا كانت الإنسانية مهددة حقًا ، فمن غير المرجح أن يقوم أي شخص بحساب عدد الأصفار في هذا الرقم.

زرع الغيوم

الغيوم تعكس بشكل طبيعي الشمس.عاد الضوء إلى الفضاء ، فلماذا لا نحاول فقط زيادة الغطاء السحابي للأرض؟ منذ أربعينيات القرن العشرين ، بعد عدة عقود من اختراع الطائرة ، كانت هناك العديد من المحاولات لإنشاء ما يسمى بالتجارب "السحابية".

incut

هم ، على سبيل المثال ، يمكن تعديلها - رش فيجو مياه البحر وزيادة عاكسة السحب. أو أن نوى التكثيف الإضافية الناتجة عن الرش ستغير توزيع حجم القطيرات في السحب ، مما يجعلها أكثر بياضا. في الوقت نفسه ، وفقًا للعلماء ، ستكون هذه الطريقة قادرة على الحفاظ على درجة حرارة طبيعية على الأرض ، حتى لو تضاعفت كمية ثاني أكسيد الكربون.

سقف بارد وألواح عاكسة

تشريعات بعض الدول - على سبيل المثال ، الولايات المتحدة الأمريكية ،يشجع طلاء مواد التسقيف باللون الأبيض أو الشاحب على عكس الإشعاع الشمسي ، لكن تقرير الجمعية الملكية لعام 2009 يقول إن هذه الطريقة ستغطي 1٪ فقط من الأرض ولن تكون فعالة. تمت إضافة العديد من المشاريع إلى القسم "غير الواقعي": يقع في مناطق واسعة - على سبيل المثال ، صحراء الصحراء ، أوراق تعكس الأشعة ، لكن تأثيرها سيكون محليًا للغاية ولن يساعد في التفاف ذوبان الأنهار الجليدية ، أو زراعة المزيد من الأشجار أو المحاصيل التي تعكس المزيد من الطاقة الشمسية ضوء.

انتقاد

كما خلصت الجمعية الملكية فيتقرير 2009: "أساليب الهندسة الجيولوجية لا تحل محل التخفيف من تغير المناخ ويجب اعتبارها فقط جزءًا من حزمة أوسع من الحلول للمشكلة" - وببساطة ، يعتقد الخبراء أن الهندسة الجيولوجية لن تتمكن على الأرجح من مساعدتنا.

هناك أولئك الذين هم أكثر راديكالية -دعا خبراء من مركز أبحاث تحليل المناخ الألماني إلى فرض حظر عالمي على الهندسة الجيولوجية الشمسية. وفقًا للعلماء ، يمكن أن يتأثر مناخ الأرض بشكل خطير بتبريد الغلاف الجوي ، كما أن الاهتمام بهذه الطريقة يشتت انتباه البشرية.

وفقا لخبراء تحليلات المناخ ، SRMيمكن أن يخفي المشاكل الأكثر أهمية التي تحتاج إلى معالجة - الحد من انبعاثات الكربون ، والانتقال من الوقود الأحفوري إلى أنواع الوقود المتجددة. يخشى الباحثون أنه حتى لو نجحت الطرق الموضحة أعلاه ، فسنستبدل مشكلة بمشكلة أخرى بشكل فعال. في رأيهم ، يشعر الكثيرون بالاطمئنان من فكرة أن الهندسة الجيولوجية "تصحح" مناخ الأرض قليلاً وستنقذ العالم من كارثة سريعة نسبيًا ، وغير مكلفة وغير مؤلمة وبصورة حازمة دحض هذه الأطروحة.

تقريبا جميع المشاركين في العملية واثقون من ذلكمن أجل فهم مدى واقعية هذه الخطط ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث. خلص تقرير للمجلس القومي للبحوث لعام 2015 حول مختلف تقنيات منع أشعة الشمس إلى أنها "لن تتطلب ابتكارات تكنولوجية كبرى" ولكن لا "يمكنها القضاء على الأضرار التي لحقت بالأرض بسبب تغير المناخ." على أي حال ، من الضروري خفض الانبعاثات ، والتحول إلى الطاقة الخضراء أيضًا ، وإلا فإن الوعود التي قطعتها ستظهر "غير عقلانية وغير مسؤولة" ، كما يلخصان.