خنک کردن زمین با بازتاب نور خورشید، راه‌حل نجات‌بخش یا فاجعه اقلیمی؟

01

از 05

بررسی محدودیت‌های مهندسی ژئوسولار برای خنک کردن زمین

در مطالعه‌ای منتشرشده در Scientific Reports، مک‌نیل و تیم او به بررسی موانع فیزیکی، سیاسی و اقتصادی پرداختند که باعث می‌شود SAI در عمل بسیار پیچیده‌تر از تئوری باشد. آنها مطالعات موجود را مرور کردند تا مشخص شود که نتایج این روش چگونه به جزئیات اجرایی آن مانند: ارتفاع و عرض جغرافیایی محل رهاسازی ذرات، فصل سال و میزان کل ماده تزریق‌شده به جو وابسته است.

عرض جغرافیایی بیشترین تأثیر را دارد. تمرکز SAI در نزدیکی قطب‌ها می‌تواند بارش‌های موسمی در مناطق استوایی را مختل کند، در حالی که رهاسازی ذرات نزدیک خط استوا ممکن است جریان‌های جتی و سیستم گردش هوای جهانی را دستخوش تغییر کند.

مک‌نیل بیان کرد: «موضوع تنها رساندن پنج ترگرام گوگرد به جو نیست؛ مهم است که این کار در چه مکان و زمانی انجام شود.» این تنوع در نتایج نشان می‌دهد که در صورت اجرای SAI، لازم است به صورت متمرکز و هماهنگ انجام گیرد، اما با توجه به واقعیت‌های ژئوپلیتیکی، محققان چنین رویکردی را بعید می‌دانند.

02

از 05

درس‌هایی از آتشفشان‌ها

اکثر مدل‌های اقلیمی که تزریق آئروسل استراتوسفری (SAI) را بررسی می‌کنند، فرض می‌کنند که از آئروسل‌های سولفاتی استفاده شود؛ موادی مشابه ترکیباتی که در فوران‌های آتشفشانی تولید می‌شوند. به‌ عنوان مثال، فوران کوه پیناتوبو در سال ۱۹۹۱ باعث شد دمای جهانی برای چند سال تقریباً یک درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. این رویداد به‌ طور گسترده به‌ عنوان شواهدی مورد استناد قرار می‌گیرد که SAI می‌تواند به‌ طور موقت برای خنک کردن زمین استفاده شود. با وجود این، فعالیت‌های آتشفشانی خطرات بالقوه را نیز نمایان می‌سازند. فوران پیناتوبو، سیستم موسمی هند را مختل کرد، میزان بارش در جنوب آسیا را کاهش داد و به تخریب لایه اوزون کمک کرد. رهاسازی مصنوعی سولفات‌ها نیز می‌تواند اثرات جانبی مشابهی ایجاد کند، که از جمله آنها می‌توان به باران اسیدی و آلودگی خاک اشاره کرد. این نگرانی‌ها محققان را بر آن داشته است تا به بررسی جایگزین‌های ایمن‌تر برای این مواد بپردازند.

03

از 05

جست‌وجو برای مواد بهتر

مواد معدنی پیشنهادی شامل کربنات کلسیم، آلفا آلومینا، تیتانیا روتیل و آناز، زیرکونیم مکعبی و حتی الماس هستند. اگرچه تمرکز زیادی بر توانایی این مواد در پراکندگی نور خورشید شده است، اما پرسش‌های حیاتی دیگری مانند: میزان دسترسی و امکان‌سنجی عملی آنها کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند.

میرندا هک، دانشمند آئروسل در دانشگاه کلمبیا و نویسنده ارشد مقاله گفت: «بحث‌های زیادی درباره مواد پیشنهادی انجام شده، اما به محدودیت‌های عملی برای تزریق سالانه مقادیر عظیم آنها توجه کمی شده است.» بسیاری از این مواد به‌طور طبیعی فراوان نیستند. برای مثال، الماس از نظر نوری عملکرد بسیار خوبی دارد، اما به‌ طور عملی بسیار کمیاب و گران است. زیرکونیم مکعبی و روتیل تیتانیا از لحاظ تئوری می‌توانند نیازها را برآورده کنند، اما مدل‌سازی اقتصادی تیم کلمبیا نشان می‌دهد که با افزایش تقاضا، هزینه تولید به شدت بالا می‌رود. تنها کربنات کلسیم و آلفا آلومینا به اندازه کافی فراوان هستند تا در مقیاس وسیع قابل استفاده باشند، اما هر دو در فرایند پخش با چالش‌های فنی جدی برای خنک کردن زمین روبه‌رو هستند.

04

از 05

ذرات کوچک، مشکلات بزرگ

برای کارآمدی تزریق آئروسل استراتوسفری (SAI)، ذرات باید بسیار ریز باقی بمانند (کمتر از یک میکرون). با وجود این، جایگزین‌های معدنی تمایل دارند به خوشه‌های بزرگ‌تر بچسبند. این خوشه‌های حجیم نور خورشید را کمتر پراکنده می‌کنند و رفتار غیرقابل پیش‌بینی در جو دارند. هک توضیح داد: «به جای داشتن ویژگی‌های نوری ایدئال، با وضعیت بسیار نامطلوب‌تری روبه‌رو می‌شویم. در مقایسه با سولفات، ممکن است مزایای اقلیمی مورد انتظار به دست نیاید.»

05

از 05

یک استراتژی پر از ابهام برای خنک کردن زمین

به گفته محققان، ناشناخته‌های متعدد SAI (از چگونگی اجرای آن تا عملکرد مواد) این تکنیک را حتی نامطمئن‌تر از آنچه می‌کند که پیش‌تر تصور می‌شد. این چالش‌ها باید هنگام تصمیم‌گیری سیاست‌گذاران و مباحث علمی درباره آینده مهندسی ژئوسولار به روشنی لحاظ شوند.

گرنوت واگنر، اقتصاددان اقلیم در مدرسه کسب‌وکار کلمبیا بیان کرد: «مهندسی ژئوسولار همیشه موازنه‌ای از ریسک‌ها است. با توجه به واقعیت‌های پیچیده SAI، اجرای عملی آن به‌طور دقیق مطابق مدل‌های ۹۹ درصد مقالات علمی نخواهد بود.» همچنین این مطالعه، دانیل استین‌گارت، همکار مرکز انرژی الکتروشیمیایی کلمبیا را به‌ عنوان هم‌نویسنده ذکر کرده است. تیم تحقیق تأکید کرده است که اگرچه SAI ممکن است به‌ عنوان یک راهکار سریع برای خنک کردن زمین جذاب به نظر برسد، اما مسیر واقعی برای مبارزه با گرمایش جهانی می‌تواند بسیار پرخطر و غیرقابل پیش‌بینی‌تر از آنچه باشد که به نظر می‌آید.