วิศวกรรมภูมิศาสตร์: มันจะเป็นความรอดหรือกับดักใหม่สำหรับมนุษยชาติ?

สารบัญ:

วิศวกรรมภูมิศาสตร์: มันจะเป็นความรอดหรือกับดักใหม่สำหรับมนุษยชาติ?
วิศวกรรมภูมิศาสตร์: มันจะเป็นความรอดหรือกับดักใหม่สำหรับมนุษยชาติ?
Anonim

การแทรกแซงของมนุษย์ในกระบวนการในท้องถิ่นหรือระดับโลกที่กำหนดสภาพภูมิอากาศสามารถกลายเป็นความหวังเดียวสำหรับการชะลอตัวหรือป้องกันภัยพิบัติที่จะเกิดขึ้น วิธีการดังกล่าวทางวิทยาศาสตร์เรียกว่า geoengineering ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศจำนวนหนึ่งทั่วโลกพึ่งพามัน

ประโยชน์และโทษของ geoengineering เป็นที่ถกเถียงกันมาตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เนื่องจากตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ควบคุมไม่ได้มีส่วนทำให้เกิดการละลายของแผ่นน้ำแข็งบนดาวเคราะห์ นำไปสู่น้ำท่วมขนาดใหญ่ ความร้อนและความแห้งแล้งเป็นเวลานาน ไฟป่าขนาดมหึมา และพายุเฮอริเคนที่ทำลายล้าง นักวิทยาศาสตร์จึงมองหาดาวเคราะห์มากขึ้น- การแทรกแซงขนาดในระบบธรรมชาติของโลกเพื่อต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ …

ก่อนหน้านี้ ความพยายามที่จะเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับกระบวนการทางธรรมชาตินั้นถือว่าไร้เดียงสาและเป็นอันตราย แต่ตอนนี้กำลังจะหมดเวลาในการจัดการกับภาวะโลกร้อนแล้ว ข้อเสนอในการสะท้อนแสงอาทิตย์ บังพื้นผิวโลก เร่งการกักเก็บคาร์บอนในมหาสมุทร และกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศกำลังถูกนำมาพิจารณาอย่างจริงจังมากขึ้น

SilverLining องค์กรไม่แสวงหาผลกำไร บริจาค 3 ล้านดอลลาร์ในเดือนตุลาคม 2020 เพื่อการวิจัยด้านวิศวกรรมสภาพอากาศ ไมเคิล เจอร์ราร์ด ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและนักภูมิอากาศวิทยาจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย กล่าวว่า วิศวกรรมภูมิสารสนเทศสามารถเปรียบเทียบได้กับเคมีบำบัด

“ถ้าอย่างอื่นล้มเหลวก็ลองทำดูด้วย” เขากล่าว

สิ่งที่คนทำได้

กว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเสนอให้ใช้วัตถุคล้ายลูกกอล์ฟหลายพันล้านชิ้นเพื่อสะท้อนแสงอาทิตย์ พวกเขาถูกเสนอให้กระจัดกระจายในมหาสมุทรของโลก ตอนนี้กำลังพูดถึงเทคโนโลยีอะไรอยู่?

ผู้รับทุน SilverLining กำลังตรวจสอบว่าอนุภาคละอองลอยที่เติมสตราโตสเฟียร์สามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้หรือไม่ พวกมันจะเลียนแบบเอฟเฟกต์ความเย็นของเมฆเถ้าภูเขาไฟ ในปี 1991 ภูเขาไฟ Pinatubo ในประเทศฟิลิปปินส์ได้ปล่อยเถ้าถ่านขนาดใหญ่ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ อันเป็นผลมาจากการปะทุ อุณหภูมิโลกลดลง 0.6 องศาเซลเซียสในอีกสองปีข้างหน้า

Image
Image

การปะทุของ Pinatubo

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์สามารถควบคุมได้โดยการส่งฝูงบินที่น่าประทับใจไปยังระดับความสูงประมาณ 20 กิโลเมตร ซึ่งจะพ่นละอองซัลเฟตหรือฝุ่นเพชร ตามการคาดการณ์ของกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด หากเป็นไปได้ที่จะส่ง "สเปรย์อนุภาค" ดังกล่าวประมาณ 60,000 เที่ยวบินไปยังบรรยากาศชั้นบน จากนั้นในปี 2035 สิ่งนี้จะลดภาวะโลกร้อนลง 0.3 องศาเซลเซียส

อีกแนวคิดหนึ่งคือการ "สูบ" น้ำเกลือจากมหาสมุทรขึ้นสู่อากาศ "หยดน้ำ" ที่มนุษย์สร้างขึ้นจะทำให้เมฆในทะเลสว่างขึ้นและเพิ่มการสะท้อนแสง การศึกษาที่คล้ายคลึงกันนี้ได้รับทุนจากออสเตรเลียแล้ว โดยหวังว่าเมฆที่ "เสริมกำลัง" จะสามารถลดอุณหภูมิของน้ำได้เพียงพอที่จะรักษาแนวปะการัง Great Barrier Reef ที่เสียหายไปแล้วได้

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์สงสัยว่าเรือจะสูบอนุภาคเกลือเข้าไปในเมฆขั้วโลกต่ำเพื่อแช่แข็งน้ำแข็งขั้วโลกอีกครั้งได้หรือไม่ คำถามเรื่อง "การเพาะ" มหาสมุทรด้วยเหล็กก็กำลังถูกสอบสวนเช่นกัน นี้สามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของสาหร่ายซึ่งดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ในขณะนี้ สิ่งที่น่าเชื่อถือที่สุดจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์คือการควบคุมรังสีดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำ

“เรารู้ด้วยความมั่นใจ 100% ว่าเราสามารถทำให้โลกเย็นลงได้แล้วทำไมไม่ทำตอนนี้ล่ะ” - Douglas McMartin, Ph. D. และวิศวกรจาก Cornell University กล่าว

Image
Image

อันตรายจาก geoengineering

อย่างไรก็ตาม การเข้าไปยุ่งกับธรรมชาตินั้นมีความเสี่ยง ระบบสภาพอากาศของโลกเชื่อมต่อกันอย่างซับซ้อน เชื่อกันว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อทุกอย่างตั้งแต่ระยะเวลาที่พายุเฮอริเคนอยู่เหนือพื้นดินไปจนถึงอัตราการเกิดไฟป่า การเปลี่ยนแปลงด้านหนึ่งของสภาพอากาศอาจมีผลที่ตามมาที่เป็นอันตรายและไม่ได้ตั้งใจ

นักวิทยาศาสตร์บางคนมองว่าวิศวกรรมภูมิสารสนเทศนั้น "แปลกและน่ารำคาญ" ตัวอย่างเช่น การบังแสงแดดอาจส่งผลต่อมรสุมในเอเชีย ซึ่งต้องอาศัยคน 2 พันล้านคนสำหรับพืชอาหาร? นักวิทยาศาสตร์สามารถแทรกแซงกระบวนการภูมิอากาศเพื่อเปลี่ยนความเป็นกรดของมหาสมุทรได้หรือไม่?

เพื่อให้วิศวกรรมภูมิสารสนเทศเป็นไปได้ทางการเมือง นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องโน้มน้าวให้คนทั่วไปเชื่อว่าความเสี่ยงที่คำนวณได้นั้นคุ้มค่า ปีที่แล้ว นักวิจัยของฮาร์วาร์ดพยายามส่งบอลลูนขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เหนือเมืองทูซอน เมืองทะเลทรายในรัฐแอริโซนา พวกเขาต้องการเข้าใจว่าอนุภาคของชอล์กธรรมดา - แคลเซียมคาร์บอเนต - บล็อกแสงอย่างไร อย่างไรก็ตาม เสียงโวยวายของประชาชนบังคับให้การทดลองถูกเลื่อนออกไป

นักเคลื่อนไหวด้านสภาพอากาศบางคนโต้แย้งว่าวิศวกรรมภูมิสารสนเทศจะช่วยให้บริษัทที่ปล่อยคาร์บอนสามารถดำเนินธุรกิจได้ตามปกติ พวกเขาโต้แย้งว่าไม่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีใดที่จะขจัดความจำเป็นในระยะยาวในการกำจัดเชื้อเพลิงฟอสซิล ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ศาสตราจารย์ Raymond Pierumbert แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด เปรียบเทียบการใช้ geoengineering โดยไม่ลดการปล่อยมลพิษ กับ "การกระโดดออกจากอนุสาวรีย์ Washington และหวังว่าใครบางคนจะคิดค้นสิ่งต่อต้านแรงโน้มถ่วงก่อนที่คุณจะแตะพื้น"

ด้านที่เป็นชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับ

ความล้มเหลวของมนุษยชาติในการลดการปล่อยมลพิษทั่วโลกอย่างมีนัยสำคัญทำให้ผู้เชี่ยวชาญหลายคนต้องคิดใหม่เกี่ยวกับวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ เมื่อเทียบกับผลกระทบทางการเงินมหาศาลของภาวะโลกร้อน ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์ต่อปีในระยะเวลา 15 ปี

ในเดือนมีนาคม ทีมงานชาวออสเตรเลียได้ทำการทดสอบด้านวิศวกรรมภูมิสารสนเทศครั้งแรกของโลก นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องบินไอพ่น 100 ลำเพื่อ "ขยาย" เมฆที่มีอยู่โดยปล่อยน้ำเกลือขึ้นสู่อากาศ ในการกอบกู้แนวปะการัง Great Barrier Reef ให้รอดพ้นจากความตาย ในทางทฤษฎี จะต้องใช้หัวฉีดประมาณหนึ่งพันหัว

“ผู้คนมีสิทธิ์ที่จะกลัวการพึ่งพาโซลูชันทางเทคนิคมากเกินไป แต่มีฝันร้ายอีกอย่างหนึ่ง: เมื่อมองย้อนกลับไป เราเข้าใจว่าการใช้วิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ตั้งแต่แรกเริ่มสามารถช่วยชีวิตคนนับล้าน ถูกขัดจังหวะระหว่างคลื่นความร้อน และช่วยรักษาโลกบางส่วน - อ้างโดย The Week คำพูดของศาสตราจารย์ David จาก Harvard คีธ

Image
Image

คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแห่งสหประชาชาติกล่าวว่ามนุษยชาติจะต้องลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หนึ่งล้านล้านตันภายในปี 2100 เพื่อที่จะมีความหวังที่จะหลีกเลี่ยงภาวะโลกร้อนที่มากกว่า 1.5 องศาเซลเซียส การแก้ปัญหามีสองรูปแบบ: การกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงจากการปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรมและการขนส่ง หรือการทำความสะอาดบรรยากาศ

โครงการขนาดใหญ่อย่างน้อย 19 โครงการทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อลดการปล่อยมลพิษ ตัวอย่างเช่น ระบบที่มีแนวโน้มดีถูกสร้างขึ้นในปี 2560 ที่โรงไฟฟ้าถ่านหินในเท็กซัส อย่างไรก็ตาม ต้องปิดให้บริการในเดือนพฤษภาคมปีนี้เนื่องจากขาดประสิทธิภาพ อนุภาคเพียง 17% เท่านั้นที่ถูก "จับ" ไม่ใช่ 33% ตามที่โครงการแนะนำ

แผนการดักจับคาร์บอนที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับการติดตั้งท่อที่จะดูดคาร์บอนจากท้องฟ้าแล้วเก็บไว้ใต้ดินลึก หลายบริษัทได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับวิธีนี้โดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ยังคงมีราคาแพงมาก