الهندسة الجيولوجية محفوفة بالمخاطر وغير مثبتة، ولكن قريبا قد تكون ضرورية

هذه المقالة جزء من استكشاف أخطاء الأرض وإصلاحها: سلسلة متعددة الأجزاء تستكشف ما هو جريء ومبتكر ومحتمل جهود تغيير العالم لاستخدام التكنولوجيا كسلاح ضد تغير المناخ.

تخيل أن السماء الزرقاء اللازوردية في الصيف تتلاشى إلى اللون الأبيض الضبابي مع حقن الهباء الجوي المتناثر للضوء في الغلاف الجوي العلوي للأرض. تخيل كوكبًا مغطى بإسفنجات كيميائية صناعية عملاقة تسحب الغازات من الهواء الذي نتنفسه. تخيل ملء محيطات الأرض بملايين الأرطال من بيكربونات الكالسيوم لتغيير مستويات الحموضة.

على الورق (أو، حسنًا، على الشاشة)، تصطدم هذه الاقتراحات بأكثر من القليل من حبكات أفلام جيمس بوند الأكثر رعبًا وجنون العظمة في السبعينيات.

بمعنى ما، فهم ليسوا مختلفين تمامًا. وكلها مبادرات مقترحة تهدف بوضوح إلى تعديل "النظام الأرضي" المعقد لكوكبنا على نطاق عالمي هائل. ولكن، على النقيض من الجهود الشريرة التي يبذلها أشرار بوند لتدمير السكان، فإن هذا النوع من التعديل ــ الذي يشار إليه باسم "الهندسة الجيولوجية" ــ كان المقصود منه أن يتم تنفيذه لصالح البشرية.

أو هكذا يذهب الحجة.

لعب دور الله لجميع الأسباب الصحيحة

في أواخر عام 1958، وصف هاري ويكسلر، مدير أبحاث الأرصاد الجوية في مكتب الطقس الأمريكي آنذاك، وسيلة "لتعديل الطقس على نطاق واسع". الإقتراح أو العرض، نشرت في المجلة علومناقش طريقة إنتاج كمية هائلة من البخار في المحيط المتجمد الشمالي. واقترح أن يتكثف هذا ليشكل سحابة من الجليد تغطي المنطقة بهدف تقليل "فقد الحرارة بمقدار النصف" الإشعاع المنبعث من سطح الأرض حول القطب." إن القيام بذلك سيكون له تأثيرات كبيرة على تغير المناخ على كوكبنا كما نعرفه. كيف يمكن تحقيق هذه السحابة البخارية الضخمة الافتراضية؟ ببساطة: عن طريق تفجير عشر قنابل بقوة 10 ميغا طن في المحيط خلال فصل الشتاء.

وغني عن القول أن اقتراح ويكسلر لم يتم تناوله. ولكن بعد مرور ستين عاما، فإن الفكرة الكامنة وراء ذلك - أن الجنس البشري لديه القوة، وربما الواجب الأخلاقي لتغيير مناخنا من أجل الصالح العالمي - لا تزال تغري العلماء والباحثين الآخرين.

الفرق بين عام 1958 واليوم هو أننا، هنا في عام 2019، نعرف الكثير عن تأثيرات تغير المناخ. إن المخاوف التي بدأت تثار للتو في أواخر الخمسينيات من القرن العشرين، مثل اكتشاف تشارلز ديفيد كيلينج أن مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي آخذ في الارتفاع، أصبحت اليوم مفهومة على نطاق واسع. في أجزاء كثيرة من العالم، أصبحت آثار تغير المناخ، للأسف، واضحة للغاية بحيث لا يمكن رؤيتها من خلال الظواهر الجوية المتطرفة.

إن خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون وغيره من الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي يمثل مشكلة تتزايد إلحاحا مع مرور الوقت. وحتى لو لم نقم بزيادة كمية ثاني أكسيد الكربون التي يتم ضخها لكل شخص بشكل فعال، فإن ذلك سيستمر إن تزايد عدد سكان العالم يعني أن المشكلة سوف تتفاقم بشكل كبير إذا بقينا على حالنا الحالي دورة.

في عام 1800، بلغ عدد سكان العالم ما يقدر بمليار نسمة. وبحلول عام 1900، ارتفع هذا الرقم إلى 1.6 مليار. اليوم، هو في مكان ما شمال 7 مليارات. وبحلول عام 2100، تشير التوقعات إلى أن العدد قد يصل إلى 10 مليارات نسمة. ولذلك، فلابد من خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون للفرد، وذلك ببساطة لكي نبقى عند نفس المستوى غير المستدام الذي نعيشه حالياً.

إعادة تشكيل الكوكب

أحد أفضل الكتب المكتوبة عن الهندسة الجيولوجية هو كتاب أوليفر مورتون الكوكب متجدد. يبدأ الأمر بطرح مورتون علينا السؤالين اللذين دفعا الكثيرين إلى اعتبار هذا أحد الحلول الوحيدة القابلة للتطبيق لتغير المناخ.

أولاً، يتساءل مورتون: هل نعتقد أن مخاطر تغير المناخ تستحق اتخاذ إجراءات جادة تهدف إلى الحد منها؟ وثانيا، هل نعتقد أن خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصادرة عن أي اقتصاد إلى ما يقرب من الصفر أمر بالغ الصعوبة حقا باستخدام أساليبنا الحالية؟ إن الإجابة بنعم على هذين السؤالين هي التي تؤدي إلى شكل أكثر جذرية من العمل المناخي. أدخل الهندسة الجيولوجية.

"السبب الذي يجعلني أعتقد أن العالم بحاجة إلى فهم أفضل للهندسة الجيولوجية هو أنه حتى أكثر التوقعات تفاؤلاً بشأن إزالة الكربون لا تفعل ذلك". وقال مورتون لـ Digital: "أظهر إظهار إزالة الكربون التي ستبقي العالم ضمن حدود [3.6 درجة فهرنهايت] التي اقترحتها اتفاقية باريس". اتجاهات. "كما أنه ليس من الواضح ما إذا كانت السياسات التي قد تدفع الاقتصادات الصناعية في العالم إلى أسفل النصف الأول من منحنى خفض الكربون ستنجح في النصف الثاني. قد يكون من الممكن تقليل استخدامنا للكهرباء، ولكن هناك الكثير من الأماكن الأخرى التي قد يكون فيها تقليل الكربون أكثر صعوبة. ومن المتصور أن ما نشهده من التوسع المرحب به للغاية للطاقة الشمسية وطاقة الرياح هو، إلى حد ما، ثمار قريبة. من الأسهل إزالة الكربون من شبكة الكهرباء مقارنة بمصانع الصلب أو مصانع الأسمنت على سبيل المثال.

طرق مختلفة للهندسة الجيولوجية

يبدو أن تغيير النظام المعقد الذي يمثله كوكبنا أمر صعب. هذا واضح جدًا. ومع ذلك، فإن الخبر السار - إذا كان من الممكن اعتبار ذوبان القمم الجليدية والأعداد المتزايدة من الظواهر الجوية الغريبة أمرًا "جيدًا" - هو أننا نعلم أنه من الممكن القيام بذلك. لقد فعلنا ذلك من قبل. إن التصنيع الذي أدى إلى المستوى الحالي من تغير المناخ كان شكلاً من أشكال الهندسة الجيولوجية، وإن كان غير مقصود.

ومن حسن الحظ أن مقترحات الهندسة الجيولوجية اليوم ليست مروعة تماما مثل حملة القصف الجوي التي شنها هاري ويكسلر. وبشكل عام، فإنهم يقعون في أحد المعسكرين. الأول هو ما يعرف بإدارة الإشعاع الشمسي (SRM) أو الهندسة الجيولوجية الشمسية: عكس بعض طاقة الشمس العودة إلى الفضاء، وبالتالي تعويض ارتفاع درجة الحرارة الناجم عن زيادة مستويات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي أَجواء.

يتضمن اثنان من الاقتراحات الرئيسية لتنفيذ الهندسة الجيولوجية الشمسية ما يلي: عاكسات فضائية لحجب بعض أشعة الشمس قبل أن يصل إلى الأرض، أو باستخدام الهباء الجوي الستراتوسفيري تحتوي على جزيئات صغيرة عاكسة لترتد أشعة الشمس من الغلاف الجوي العلوي.

وفي الزاوية الأخرى يوجد ما يسمى إزالة الغازات الدفيئة (GGR) أو الهندسة الجيولوجية الكربونية. ويسعى هذا إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى من الغلاف الجوي عن طريق امتصاصها من الهواء. ومن الممكن تحقيق ذلك (من بين طرق محتملة أخرى) من خلال جهود ضخمة لزراعة الأشجار، أو إضافة العناصر الغذائية إلى المحيط لسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، أو بناء الآلات الكبيرة التي تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء المحيط وتخزنه.

وفي الوقت الحاضر، كان هناك تركيز أكبر على الهندسة الجيولوجية للكربون، سواء من حيث سن القوانين أو التمويل. ومؤخراً، على سبيل المثال، أغلقت شركة كاربون إنجنيرنج الكندية جولة تمويل بقيمة 68 مليون دولار لتقنيتها المصممة لاحتجاز الكربون في الغلاف الجوي.

ورغم أن الهندسة الجيولوجية الشمسية واعدة للغاية في حد ذاتها، فإنها لم تتاح لها نفس الفرص. ومن المحتمل أن يرجع هذا جزئيًا إلى الحجم الهائل لمثل هذه المشاريع. ولكن التصدي لتغير المناخ بطريقة مجدية قد ينطوي على مزيج من هذين النهجين اللذين يعملان معا.

هل يجب أن نقلق؟

وكما هو الحال مع أي تطور رئيسي يغير النموذج، هناك مخاوف كبيرة بشأن الهندسة الجيولوجية. ومن المثير للاهتمام أن مورتون يشير إلى أن المخاوف بشأن الجهود واسعة النطاق لمكافحة آثار تغير المناخ قد تفاقمت بالفعل مع زيادة معرفتنا بتغير المناخ.

قال: "قد تعتقد أن ذلك غير بديهي". "قد تتخيل أنه عندما أصبح الناس على دراية بآثار تغير المناخ غير المقصود، فإنهم سيبحثون عن طرق لتعويضها. لكنني أعتقد أنه مفهوم وبديهي تمامًا. ومع تزايد قلق الناس بشأن ما يفعله البشر بالمناخ، تقل الرغبة في القيام بذلك عن عمد. وذلك لأن الكثير من الخطاب حول المناخ يدور حول عدم اليقين والعواقب غير المقصودة.

من المرجح أن تكون بعض القضايا التي أثيرت حول الهندسة الجيولوجية عبارة عن مفاهيم خاطئة، مثل الاعتقاد بأن جهود الهندسة الجيولوجية الشمسية لابد أن تستمر إلى أجل غير مسمى. هم لن. وأعرب آخرون عن قلقهم من أن الجهود مثل الهندسة الجيولوجية الشمسية قد تكون باهظة التكاليف. وهذا أيضا غير صحيح. أ دراسة هارفارد خلصت دراسة حديثة إلى أن نشر الجسيمات في طبقة الستراتوسفير لمكافحة تغير المناخ قد يتكلف 2 مليار دولار سنويا فقط من أصل 500 مليار دولار تنفق حاليا على مبادرات الطاقة الخضراء.

ولكن لا تزال هناك مخاوف أخرى قائمة، وتستحق المزيد من الاستكشاف. على سبيل المثال، أ ورقة بحثية منشورة في مجلة Nature عام 2018 اقترح أن عكس أشعة الشمس مرة أخرى إلى الفضاء يمكن أن يسبب فشل المحاصيل على نطاق واسع. وهذا من شأنه أن يلغي أي فوائد للزراعة من انخفاض ظاهرة الاحتباس الحراري.

كما أثار الباحثون مخاوف من أن الهندسة الجيولوجية يمكن أن يكون لها آثار مدمرة من خلال تغيير أنماط هطول الأمطار والعواصف في بعض أجزاء العالم؛ ناجم عن تبريد الكوكب مع الحفاظ في الوقت نفسه على مستويات مرتفعة للغاية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

هل لدينا وقت لنضيعه؟

وفي العديد من هذه القضايا، لا تزال هيئة المحلفين خارج المحكمة. واحد دراسة حديثة في طبيعة تغير المناخ تصدى لبعض القضايا المحتملة.

"قامت دراستنا بتقييم الاستجابة المناخية لسيناريو حيث أدت الهندسة الجيولوجية الشمسية إلى خفض الاحترار إلى النصف بسبب مضاعفة تركيزات ثاني أكسيد الكربون." بيتر ايرفين، زميل ما بعد الدكتوراه في مركز جون أ. أخبرت كلية بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية موقع Digital Trends. "لقد وجدنا أن خفض الاحترار إلى النصف أدى إلى خفض تغير المناخ الإجمالي إلى النصف تقريبًا في جميع المتغيرات التي نظرنا إليها يعوض أكثر من 80 بالمائة من الزيادة في شدة الأعاصير المدارية التي تمت محاكاتها في ظاهرة الاحتباس الحراري لدينا سيناريو. وقمنا أيضًا باختبار ما إذا كان هذا قد حدث على المستوى المحلي أو ما إذا كانت الهندسة الجيولوجية الشمسية في بعض الأماكن أدت إلى زيادة حجم تغير المناخ. لقد وجدنا أن أقل من 0.5 بالمائة من الأماكن شهدت تغيرًا أكبر في توافر المياه أو تطرفًا هطول الأمطار في سيناريو الهندسة الجيولوجية الشمسية لدينا أكثر مما كانوا سيشاهدونه بدون الطاقة الشمسية الهندسة الجيولوجية."

في نهاية المطاف، لا تزال الهندسة الجيولوجية علمًا في طور النمو. لا بد من طرح أسئلة حول الحلول الجريئة المطروحة، ولكن السؤال الأكبر هو كم من الوقت المتبقي لدينا لتفعيل هذه التغييرات. من المؤكد أن هناك مخاطر مرتبطة بأي جهد لتغيير المناخ. ولكن قد يتبين أيضًا أنها مخاطر ضرورية.

وقال مورتون: "الناس لديهم مخاوف كبيرة بشأن الفكرة برمتها المتمثلة في احتمال وجود منظمة قد تلعب دور الرب فيما يتعلق بالمناخ". "أنا أشارك هذا القلق تمامًا. لكن يجب أن أوازن ذلك مع المخاوف بشأن حقيقة أن المناخ يتغير دون أن يلعب أي شخص دور الإله بهذه الطريقة.

للتحقق من بقية استكشاف أخطاء Earth وإصلاحها، انتقل إلى الصفحة الرئيسية للمسلسل.

توصيات المحررين

• كنت مخطئ. تعتبر الدراجات الإلكترونية عملية جدًا، فهي بمثابة رمز غش للعبور
• تخزين البيانات والطاقة القذرة: ما تتجاهله تعهدات شركات التكنولوجيا الكبرى بالحيادية الكربونية
• تتتبع الدكتورة سيسيليا بيتز الجليد البحري وهو يختفي بمستويات غير مسبوقة
• تريد شركة Climeworks تنظيف الجو بأسطول من المكانس الكهربائية بحجم المبنى
• داخل خطة Ocean Cleanup الطموحة لتخليص المحيط من النفايات البلاستيكية