Geoengineering มีความเสี่ยงและไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่ในไม่ช้าก็อาจจำเป็น

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของ การแก้ไขปัญหาโลก: ซีรีส์หลายตอนที่เจาะลึกความโดดเด่น สร้างสรรค์ และศักยภาพ ความพยายามในการเปลี่ยนแปลงโลก เพื่อใช้เทคโนโลยีเป็นอาวุธต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ลองจินตนาการถึงท้องฟ้าสีครามของฤดูร้อนที่จางหายไปจนกลายเป็นสีขาวขุ่น ขณะที่ละอองลอยที่กระเจิงแสงถูกฉีดเข้าไปในชั้นบรรยากาศชั้นบนของโลก ลองนึกภาพดาวเคราะห์ดวงหนึ่งปกคลุมไปด้วยฟองน้ำเคมีเทียมขนาดยักษ์ที่ดูดก๊าซออกจากอากาศที่เราหายใจ ลองนึกภาพการเติมแคลเซียมไบคาร์บอเนตจำนวนหลายล้านปอนด์ลงในมหาสมุทรของโลกเพื่อเปลี่ยนระดับความเป็นกรด

บนกระดาษ (หรือบนหน้าจอ) ข้อเสนอแนะเหล่านี้กระทบมากกว่าเล็กน้อยของโครงเรื่องภาพยนตร์เจมส์บอนด์ที่มีสันทรายและยิ่งใหญ่ในทศวรรษ 1970

ในแง่หนึ่ง พวกเขาไม่ได้แตกต่างกันเลย ทั้งหมดนี้เป็นความคิดริเริ่มที่เสนอโดยมีเป้าหมายที่ชัดเจนในการปรับเปลี่ยน "ระบบโลก" ที่ซับซ้อนของโลกในระดับโลก มีเพียงสิ่งเดียวที่แตกต่างจากความพยายามทำลายล้างประชากรของกลุ่มคนร้ายในพันธบัตร การปรับเปลี่ยนประเภทนี้เรียกว่า “วิศวกรรมทางภูมิศาสตร์” มีจุดมุ่งหมายที่จะดำเนินการเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ

หรือดังนั้นการโต้แย้งดำเนินไป

เล่นเทพด้วยเหตุผลที่ถูกต้องทั้งหมด

ปลายปี 1958 แฮร์รี เว็กซ์เลอร์ ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยอุตุนิยมวิทยาในขณะนั้นของสำนักงานสภาพอากาศแห่งสหรัฐอเมริกา บรรยายถึงวิธีการ “ปรับเปลี่ยนสภาพอากาศในวงกว้าง” ข้อเสนอ, ตีพิมพ์ในวารสาร ศาสตร์กล่าวถึงวิธีการผลิตไอน้ำจำนวนมหาศาลในมหาสมุทรอาร์กติก เขาแนะนำว่าสิ่งนี้จะควบแน่นเป็นเมฆน้ำแข็งปกคลุมภูมิภาคโดยมีเป้าหมายที่จะลด "การสูญเสียความร้อนลงครึ่งหนึ่งโดย รังสีจากพื้นผิวโลกรอบขั้วโลก” การทำเช่นนี้อาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบนโลกของเราอย่างที่เราทราบกันดี เมฆไอน้ำมวลมหาศาลสมมุตินี้สามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร? ง่าย ๆ: โดยการระเบิดระเบิดขนาด 10 เมกะตันสิบลูกในมหาสมุทรในช่วงฤดูหนาว

จำเป็นต้องพูด ข้อเสนอของ Wexler ไม่ได้รับการสนับสนุน แต่ 60 ปีต่อมา แนวคิดเบื้องหลังที่ว่ามนุษยชาติมีพลังและบางทีความจำเป็นทางศีลธรรมในการเปลี่ยนแปลงบรรยากาศของเราเพื่อประโยชน์ของโลก ยังคงดึงดูดนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยคนอื่นๆ ต่อไป

ความแตกต่างระหว่างปี 1958 กับปัจจุบันก็คือ ในปี 2019 นี้ เรารู้มากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ข้อกังวลซึ่งเพิ่งเริ่มถูกหยิบยกขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เช่น การค้นพบของ Charles David Keeling ว่าระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น เป็นที่เข้าใจกันอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน น่าเสียดายที่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในหลายส่วนของโลกปรากฏชัดเกินกว่าจะมองเห็นได้จากเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้ว

การลดระดับคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศเป็นปัญหาที่ทวีความเร่งด่วนมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าเราจะไม่เพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกสูบออกต่อคนอย่างจริงจังก็ตาม จำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นของโลกหมายความว่าปัญหาจะเลวร้ายลงอย่างมากหากเรายังคงอยู่กับปัจจุบัน คอร์ส.

ในปี ค.ศ. 1800 ประชากรโลกมีอยู่ประมาณ 1 พันล้านคน ภายในปี 1900 ตัวเลขดังกล่าวเพิ่มขึ้นเป็น 1.6 พันล้านคน ปัจจุบันมันอยู่ที่ไหนสักแห่งทางตอนเหนือของ 7 พันล้าน ภายในปี 2100 การคาดการณ์ระบุว่าอาจถึง 10 พันล้าน ดังนั้นระดับคาร์บอนไดออกไซด์จึงต้องลดลงต่อหัว เพียงเพื่อให้เราอยู่ในระดับที่ไม่ยั่งยืนเท่าเดิมในปัจจุบัน

การสร้างดาวเคราะห์ใหม่

หนังสือที่ดีที่สุดเล่มหนึ่งที่เขียนเกี่ยวกับวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์คือของ Oliver Morton ดาวเคราะห์จัดแจง. เริ่มต้นด้วยการที่มอร์ตันถามคำถามสองข้อกับเราซึ่งทำให้หลายคนพิจารณาว่านี่เป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เป็นไปได้เท่านั้น

ประการแรก คำถามของมอร์ตัน เราเชื่อหรือไม่ว่าความเสี่ยงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสมควรได้รับการดำเนินการอย่างจริงจังเพื่อลดปัญหาเหล่านี้ ประการที่สอง เราเชื่อหรือไม่ว่าการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระบบเศรษฐกิจให้ใกล้ศูนย์เป็นเรื่องยากมากหากใช้วิธีการปัจจุบันของเรา การตอบว่า "ใช่" สำหรับคำถามทั้งสองข้อนี้เป็นสิ่งที่นำไปสู่การดำเนินการด้านสภาพอากาศในรูปแบบที่รุนแรงยิ่งขึ้น เข้าสู่วิศวกรรมภูมิศาสตร์

“เหตุผลที่ฉันคิดว่าโลกจำเป็นต้องเข้าใจวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ให้ดีขึ้นก็เพราะว่าแม้แต่การคาดการณ์ในแง่ดีที่สุดเกี่ยวกับการลดการปล่อยคาร์บอนก็ไม่สามารถทำได้ แสดงการลดคาร์บอนซึ่งจะทำให้โลกอยู่ในขอบเขต [3.6 องศาฟาเรนไฮต์] ที่เสนอโดยข้อตกลงปารีส” มอร์ตันบอกกับดิจิทัล เทรนด์ “ยังไม่ชัดเจนว่านโยบายที่อาจผลักดันเศรษฐกิจอุตสาหกรรมของโลกในช่วงครึ่งแรกของเส้นลดคาร์บอนจะใช้ได้ผลในช่วงครึ่งหลัง อาจเป็นไปได้ที่จะลดการใช้ไฟฟ้าของเรา แต่มีสถานที่อื่นๆ อีกหลายแห่งที่การลดคาร์บอนอาจทำได้ยากกว่ามาก เป็นไปได้ว่าสิ่งที่เราเห็นในการขยายตัวของแสงอาทิตย์และลมที่น่ายินดีอย่างยิ่งนั้นเป็นผลไม้ที่ห้อยลงมาในระดับหนึ่ง การแยกคาร์บอนออกจากโครงข่ายไฟฟ้าง่ายกว่างานเหล็กหรืองานซีเมนต์”

แนวทางที่แตกต่างของวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์

การเปลี่ยนระบบที่ซับซ้อนซึ่งเป็นโลกของเราฟังดูเป็นเรื่องยาก ชัดเจนขนาดนั้น อย่างไรก็ตาม ข่าวดี — หากน้ำแข็งละลายและเหตุการณ์สภาพอากาศแปลกประหลาดที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ถือได้ว่า “ดี” ก็คือเรารู้ว่าสามารถทำได้ เราเคยทำมาก่อน การพัฒนาทางอุตสาหกรรมซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระดับปัจจุบันของเราเป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ แม้ว่าจะเป็นเรื่องที่ไม่ได้ตั้งใจก็ตาม

โชคดีที่ข้อเสนอด้านวิศวกรรมภูมิศาสตร์ในปัจจุบันไม่ค่อยสันทรายเท่าการรณรงค์ทิ้งระเบิดอุตุนิยมวิทยาของ Harry Wexler โดยทั่วไปแล้ว พวกเขาตกอยู่ในหนึ่งในสองค่าย อย่างแรกคือสิ่งที่เรียกว่า Solar Radiation Management (SRM) หรือวิศวกรรมภูมิศาสตร์แสงอาทิตย์ ซึ่งสะท้อนพลังงานบางส่วนจากดวงอาทิตย์ กลับไปสู่อวกาศ เพื่อชดเชยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากระดับก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นใน บรรยากาศ.

ข้อเสนอแนะชั้นนำสองประการสำหรับการดำเนินการ geoengineering พลังงานแสงอาทิตย์เกี่ยวข้อง แผ่นสะท้อนแสงเพื่อบังแสงแดดบางส่วน ก่อนที่จะถึงโลกหรือ โดยใช้ละอองลอยในสตราโตสเฟียร์ ประกอบด้วยอนุภาคสะท้อนแสงขนาดเล็กเพื่อสะท้อนแสงแดดจากชั้นบรรยากาศชั้นบน

อีกมุมหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่า Greenhouse Gas Removal (GGR) หรือวิศวกรรมภูมิศาสตร์คาร์บอน วิธีนี้พยายามกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ออกจากชั้นบรรยากาศโดยการดูดออกจากอากาศ สิ่งนี้สามารถบรรลุผลได้ (นอกเหนือจากวิธีการที่เป็นไปได้อื่น ๆ ) ด้วยความพยายามในการปลูกต้นไม้ขนาดใหญ่ การเติมสารอาหารลงในมหาสมุทรเพื่อดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ หรือ การสร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่ ซึ่งกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศโดยรอบและเก็บไว้

ในปัจจุบัน มีการให้ความสำคัญกับวิศวกรรมภูมิศาสตร์คาร์บอนมากขึ้น ทั้งในแง่ของการออกกฎหมายและการระดมทุน ตัวอย่างเช่น เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัท Carbon Engineering ของแคนาดาปิดการระดมทุนรอบทุนมูลค่า 68 ล้านดอลลาร์สำหรับเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อดักจับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศ

วิศวกรรมภูมิศาสตร์พลังงานแสงอาทิตย์แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่ดีในตัวมันเอง แต่ก็ไม่ได้รับโอกาสเช่นเดียวกัน นี่อาจเป็นส่วนหนึ่งเนื่องมาจากโครงการดังกล่าวขนาดใหญ่ แต่การจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในความสามารถที่มีความหมายอาจเกี่ยวข้องกับการผสมผสานระหว่างสองแนวทางนี้ที่ทำงานร่วมกัน

เราควรกังวลไหม?

เช่นเดียวกับการพัฒนาที่เปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์หลักๆ มีข้อกังวลอย่างมากเกี่ยวกับวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ สิ่งที่น่าสนใจคือ Morton ชี้ให้เห็นว่าความกังวลเกี่ยวกับความพยายามครั้งใหญ่ในการต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศนั้นแย่ลงจริง ๆ เมื่อความรู้ของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพิ่มมากขึ้น

“คุณอาจคิดว่ามันขัดกับสัญชาตญาณ” เขากล่าว “คุณคงจินตนาการได้ว่าเมื่อผู้คนตระหนักถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยไม่ตั้งใจ พวกเขาจะมองหาวิธีที่จะชดเชยมัน แต่ฉันคิดว่ามันเข้าใจง่ายและใช้งานง่ายอย่างยิ่ง เมื่อผู้คนเริ่มกังวลเกี่ยวกับสิ่งที่มนุษย์ทำกับสภาพอากาศมากขึ้น ความอยากอาหารโดยเจตนาก็น้อยลง นั่นเป็นเพราะวาทกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศเกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนและผลที่ตามมาโดยไม่ตั้งใจ”

ปัญหาบางประการที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์มักเป็นความเข้าใจผิด เช่น ความเชื่อที่ว่าความพยายามด้านวิศวกรรมภูมิศาสตร์แสงอาทิตย์จะต้องดำเนินต่อไปอย่างไม่มีกำหนด พวกเขาจะไม่ คนอื่นกังวลว่าความพยายามเช่นวิศวกรรมภูมิศาสตร์แสงอาทิตย์จะมีราคาแพงมาก นี่ก็ไม่เป็นความจริงเช่นกัน ก การศึกษาของฮาร์วาร์ด สรุปเมื่อเร็วๆ นี้ว่าการแพร่กระจายอนุภาคในสตราโตสเฟียร์เพื่อต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจมีค่าใช้จ่ายเพียง 2 พันล้านดอลลาร์ต่อปีจาก 500 พันล้านดอลลาร์ที่ใช้ในปัจจุบันในโครงการริเริ่มด้านพลังงานสีเขียว

แต่ข้อกังวลอื่น ๆ ยังคงใช้ได้ - และควรค่าแก่การสำรวจเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น ก บทความปี 2018 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature แนะนำว่าการสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์กลับไปสู่อวกาศอาจทำให้พืชผลเสียหายในวงกว้าง สิ่งนี้จะยกเลิกผลประโยชน์ใด ๆ ต่อการทำฟาร์มจากการลดภาวะโลกร้อน

นักวิจัยยังได้แสดงความกังวลว่าวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์อาจส่งผลกระทบร้ายแรงโดยการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของฝนและพายุในบางส่วนของโลก เกิดจากการทำให้โลกเย็นลงในขณะเดียวกันก็รักษาระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศให้สูงขึ้นอย่างมหาศาล

เรามีเวลาให้เสียเปล่าหรือเปล่า?

ในหลายกรณีเหล่านี้ คณะลูกขุนยังคงไม่อยู่ หนึ่ง การศึกษาล่าสุดใน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทางธรรมชาติ ตอบโต้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นบางประการ

“การศึกษาของเราประเมินการตอบสนองสภาพภูมิอากาศต่อสถานการณ์ที่วิศวกรรมภูมิศาสตร์พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดภาวะโลกร้อนลงครึ่งหนึ่งจากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นสองเท่า” ปีเตอร์ เออร์ไวน์นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences บอกกับ Digital Trends “เราพบว่าการลดภาวะโลกร้อนลงครึ่งหนึ่งทำให้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยรวมในทุกตัวแปรที่เราพิจารณาลดลงครึ่งหนึ่ง ชดเชยความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนที่เพิ่มขึ้นมากกว่าร้อยละ 80 ซึ่งจำลองขึ้นจากภาวะโลกร้อนของเรา สถานการณ์ นอกจากนี้เรายังทดสอบด้วยว่าสิ่งนี้จัดขึ้นในระดับท้องถิ่นหรือว่าในบางสถานที่วิศวกรรมภูมิศาสตร์พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขนาดของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือไม่ เราพบว่าสถานที่น้อยกว่า 0.5 เปอร์เซ็นต์มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำหรือการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงมากขึ้น การตกตะกอนในสถานการณ์วิศวกรรมภูมิศาสตร์พลังงานแสงอาทิตย์ของเรามากกว่าที่พวกเขาจะได้เห็นหากไม่มีแสงอาทิตย์ วิศวกรรมภูมิศาสตร์”

ท้ายที่สุดแล้ว geoengineering ยังคงเป็นวิทยาศาสตร์ที่กำลังพัฒนา จำเป็นต้องถามคำถามเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจน แต่คำถามที่ใหญ่ที่สุดคือเราเหลือเวลาอีกเท่าใดในการดำเนินการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ มีความเสี่ยงอย่างแน่นอนที่เกี่ยวข้องกับความพยายามในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่สิ่งเหล่านี้ก็อาจกลายเป็นความเสี่ยงที่จำเป็นได้เช่นกัน

“ผู้คนมีความกังวลอย่างมากเกี่ยวกับความคิดทั้งหมดที่ว่าอาจมีองค์กรที่อาจ 'เล่นเป็นพระเจ้า' กับสภาพอากาศ” มอร์ตันกล่าว “ฉันแบ่งปันความกังวลนั้นอย่างแน่นอน แต่ฉันต้องสร้างสมดุลให้กับความกังวลว่าสภาพอากาศกำลังเปลี่ยนแปลงโดยไม่มีใคร 'เล่นเป็นพระเจ้า' ในลักษณะนี้”

หากต้องการตรวจสอบส่วนที่เหลือของการแก้ไขปัญหา Earth ตรงไปที่หน้าแรกของซีรีส์.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ฉันผิดไป. จักรยานไฟฟ้านั้นใช้งานได้จริง มันเป็นรหัสโกงการขนส่งสาธารณะ
• การจัดเก็บข้อมูลและพลังงานสกปรก: สิ่งที่คำมั่นสัญญาคาร์บอนเป็นกลางของ Big Tech มองข้ามไป
• ดร. Cecilia Bitz ติดตามน้ำแข็งในทะเลขณะที่มันหายไปในระดับที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน
• Climeworks ต้องการทำความสะอาดบรรยากาศด้วยเครื่องดูดฝุ่นขนาดเท่าอาคาร
• แผนอันทะเยอทะยานของ Inside the Ocean Cleanup เพื่อกำจัดขยะพลาสติกในมหาสมุทร