DIY kwa kiwango cha sayari

Kuanzia upandaji wa misitu kwa kiwango cha bara hadi uwekaji wa mvua kwa njia bandia, wanasayansi wameanza kupendekeza, kujaribu, na katika visa vingine kutekeleza miradi mikubwa ya uhandisi wa jiografia ili kubadilisha sayari kwa kiasi kikubwa (1). Miradi hii imeundwa kutatua matatizo ya kimataifa kama vile kuenea kwa jangwa, ukame au ziada ya kaboni dioksidi angani, lakini yenyewe ina matatizo sana.

Wazo la hivi punde zuri la kubadilisha athari za ongezeko la joto duniani inafukuza sayari yetu kwa obiti iliyo mbali zaidi na Jua. Katika filamu ya kisayansi ya kisayansi ya Uchina iliyotolewa hivi majuzi, The Wandering Earth, ubinadamu hubadilisha mzunguko wa Dunia kwa misukumo mikubwa ili kuzuia upanuzi (2).

Je! kitu kama hicho kinawezekana? Wataalam walihusika katika mahesabu, matokeo ambayo ni ya kutisha. Iwapo, kwa mfano, injini za roketi nzito za SpaceX Falcon zingetumiwa, ingechukua "uzinduzi" wa nguvu kamili bilioni 300 ili kuifanya Dunia katika obiti ya Mirihi, ilhali maada nyingi za Dunia zingetumika kwa ujenzi na nishati. Hii ni. Ufanisi zaidi itakuwa injini ya ioni iliyowekwa kwenye obiti kuzunguka Dunia na kwa njia fulani kushikamana na sayari - ingetumia 13% ya uzito wa Dunia kuhamisha 87% iliyobaki hadi kwenye obiti zaidi. Kwa hivyo labda? Ingelazimika kuwa karibu mara ishirini ya kipenyo cha Dunia, na safari ya kuelekea kwenye obiti ya Mirihi ingechukua ... miaka bilioni.

2. Sura kutoka kwa filamu "Dunia Inayozunguka"

Kwa hiyo, inaonekana kwamba mradi wa "kusukuma" Dunia kwenye mzunguko wa baridi unapaswa kuahirishwa kwa muda usiojulikana katika siku zijazo. Badala yake, moja ya miradi ambayo tayari inaendelea katika maeneo zaidi ya moja, ujenzi wa vikwazo vya kijani kwenye nyuso kubwa za sayari. Zinaundwa na mimea asilia na hupandwa kwenye ukingo wa majangwa ili kukomesha kuenea zaidi kwa jangwa. Kuta mbili kubwa zaidi zinajulikana kwa jina lao la Kiingereza nchini China, ambalo kwa kilomita 4500 linajaribu kuzuia kuenea kwa Jangwa la Gobi, na. ukuta mkubwa wa kijani katika Afrika (3), hadi kilomita 8 kwenye mpaka wa Sahara.

3. Uhifadhi wa Sahara katika Afrika

Hata hivyo, hata makadirio yenye matumaini makubwa zaidi yanaonyesha kwamba tutahitaji angalau hekta bilioni moja za misitu ya ziada ili kudhibiti athari za ongezeko la joto duniani kwa kupunguza kiasi kinachohitajika cha CO2. Hili ni eneo lenye ukubwa wa Kanada.

Kulingana na wanasayansi kutoka Taasisi ya Potsdam ya Utafiti wa Hali ya Hewa, upandaji wa miti pia una athari ndogo kwa hali ya hewa na huibua kutokuwa na uhakika juu ya ikiwa inafaa hata kidogo. Wapendaji wa Geoengineering wanatafuta njia kali zaidi.

Kuzuia jua na kijivu

Mbinu iliyopendekezwa miaka mingi iliyopita kunyunyizia misombo ya siki kwenye angahewa, pia inajulikana kwa kifupi SRM (usimamizi wa mionzi ya jua) ni uzazi wa hali zinazotokea wakati wa milipuko mikubwa ya volkeno ambayo hutoa vitu hivi kwenye stratosphere (4). Hii inachangia, kati ya mambo mengine, kuunda mawingu na kupunguza mionzi ya jua inayofikia uso wa Dunia. Wanasayansi wamethibitisha, kwa mfano, kwamba yeye ni mkuu Pinatubo katika Ufilipino, iliongoza katika 1991 kushuka kwa halijoto duniani kote kwa karibu 0,5°C katika kipindi cha angalau miaka miwili.

4. Athari ya erosoli za sulfuri

Kwa kweli, tasnia yetu, ambayo imekuwa ikitoa kiasi kikubwa cha dioksidi ya sulfuri kama uchafuzi wa mazingira kwa miongo kadhaa, imechangia kwa muda mrefu kupunguza maambukizi ya jua. inakadiriwa kuwa vichafuzi hivi katika mizani ya joto hutoa takriban wati 0,4 za "mwanga" kwa Dunia kwa kila mita ya mraba. Hata hivyo, uchafuzi wa mazingira tunaozalisha na kaboni dioksidi na asidi ya sulfuriki si wa kudumu.

Dutu hizi hazipanda kwenye stratosphere, ambapo zinaweza kuunda filamu ya kudumu ya kupambana na jua. Watafiti wanakadiria kuwa ili kusawazisha athari za mkusanyiko katika angahewa ya Dunia, angalau tani milioni 5 au zaidi zingelazimika kusukumwa kwenye angahewa.₂ na vitu vingine. Wafuasi wa mbinu hii, kama vile Justin McClellan wa Aurora Flight Sciences huko Massachusetts, wanakadiria kwamba gharama ya operesheni kama hiyo ingekuwa karibu dola bilioni 10 kwa mwaka - kiasi kikubwa, lakini haitoshi kuharibu ubinadamu milele.

Kwa bahati mbaya, njia ya sulfuri ina drawback nyingine. Kupoeza hufanya kazi vizuri katika mikoa yenye joto. Katika kanda ya miti - karibu hakuna. Kwa hivyo, kama unavyoweza kudhani, mchakato wa kuyeyuka kwa barafu na kuongezeka kwa viwango vya bahari hauwezi kusimamishwa kwa njia hii, na suala la hasara kutoka kwa mafuriko ya maeneo ya pwani ya chini itabaki kuwa tishio la kweli.

Hivi majuzi, wanasayansi kutoka Harvard walifanya jaribio la kutambulisha njia za erosoli kwenye mwinuko wa takriban kilomita 20 - hazitoshi kuwa na athari kubwa kwenye stratosphere ya Dunia. Wao (SCOPEx) walifanywa kwa puto. Erosoli iliyo na w.i. sulfati, ambayo huunda ukungu unaoakisi mwanga wa jua. Huu ni mojawapo ya miradi mingi ya kiwango kidogo cha uhandisi wa kijiografia ambayo inatekelezwa kwenye sayari yetu kwa idadi ya kushangaza.

Miavuli ya nafasi na kuongezeka kwa albedo ya Dunia

Miongoni mwa miradi mingine ya aina hii, wazo huvutia tahadhari uzinduzi wa mwavuli mkubwa kwenye anga ya nje. Hii itapunguza kiwango cha mionzi ya jua kufikia Dunia. Wazo hili limekuwepo kwa miongo kadhaa, lakini sasa iko katika hatua ya maendeleo ya ubunifu.

Nakala iliyochapishwa mnamo 2018 kwenye jarida Teknolojia na Usimamizi wa Anga inaelezea mradi huo, ambao waandishi wanauita. Kwa mujibu wa hayo, imepangwa kuweka utepe mwembamba wa nyuzi za kaboni pana kwenye sehemu ya Lagrange, ambayo ni hatua thabiti katika mfumo mgumu wa mwingiliano wa mvuto kati ya Dunia, Mwezi na Jua. Jani huzuia sehemu ndogo tu ya mionzi ya jua, lakini hiyo inaweza kutosha kuleta halijoto ya kimataifa chini ya kikomo cha 1,5°C kilichowekwa na Jopo la Kimataifa la Hali ya Hewa.

Wanawasilisha wazo linalofanana kwa kiasi fulani vioo vya nafasi kubwa. Zilipendekezwa mapema katika mwaka wa 1 na mwanafizikia Lowell Wood wa Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Livermore huko California. Ili wazo liwe na ufanisi, kuakisi lazima kuanguke kwa angalau 1,6% ya mwanga wa jua, na vioo lazima iwe na eneo la kilomita za mraba milioni XNUMX.².

Wengine wanataka kuzuia jua kwa kuchochea na kwa hiyo kutumia mchakato unaojulikana kama mbegu za mawingu. "Mbegu" zinahitajika ili kuzalisha matone. Kwa kawaida, matone ya maji huunda karibu na chembe za vumbi, poleni, chumvi ya bahari, na hata bakteria. Inajulikana kuwa kemikali kama vile iodidi ya fedha au barafu kavu pia inaweza kutumika kwa hili. Hii inaweza kutokea kwa njia ambazo tayari zinajulikana na kutumika. kung'aa na kufanya mawingu kuwa meupe, iliyopendekezwa na mwanafizikia John Latham mnamo 1990. Mradi wa Umeme wa Wingu la Bahari katika Chuo Kikuu cha Washington huko Seattle unapendekeza kufikia athari ya upaukaji kwa kunyunyizia maji ya bahari kwenye mawingu juu ya bahari.

Mapendekezo mengine mashuhuri kuongezeka kwa albedo ya Dunia (yaani, uwiano wa mionzi iliyoakisiwa na mionzi ya tukio) pia inatumika kwa kupaka rangi nyumba nyeupe, kupanda mimea angavu, na labda hata kuweka karatasi za kuakisi jangwani.

Hivi majuzi tulielezea mbinu za unyonyaji ambazo ni sehemu ya safu ya uhandisi ya jiografia huko MT. Kwa ujumla wao si wa kimataifa katika wigo, ingawa idadi yao ikiongezeka, matokeo yanaweza kuwa ya kimataifa. Hata hivyo, utafutaji unaendelea kwa mbinu zinazostahili jina la geoengineering. Uondoaji wa CO₂ kutoka angahewa huenda, kulingana na baadhi, kupita kupanda mbegu kwenye bahariambayo, baada ya yote, ni moja wapo ya njia kuu za kaboni kwenye sayari yetu, inayohusika na kupunguza takriban 30% ya CO.₂. Wazo ni kuboresha ufanisi wao.

Njia mbili muhimu zaidi ni kurutubisha bahari kwa chuma na kalsiamu. Hii huchochea ukuaji wa phytoplankton, ambayo hufyonza kaboni dioksidi kutoka kwenye angahewa na kusaidia kuiweka chini. Kuongezewa kwa misombo ya kalsiamu kutasababisha athari na CO.₂ ambayo tayari imeyeyushwa baharini na kutengeneza ioni za bicarbonate, na hivyo kupunguza asidi ya bahari na kuzifanya zikubali kunyonya zaidi CO.₂.

Mawazo kutoka kwa Exxon Stables

Wafadhili wakubwa wa utafiti wa uhandisi wa kijiografia ni Taasisi ya Heartland, Taasisi ya Hoover, na Taasisi ya Biashara ya Amerika, ambayo yote hufanya kazi kwa tasnia ya mafuta na gesi. Kwa hiyo, dhana za geoengineering mara nyingi hukosolewa na watetezi wa kupunguza kaboni ambao, kwa maoni yao, huelekeza mawazo kutoka kwa kiini cha tatizo. Mbali na hilo matumizi ya geoengineering bila kupunguza uzalishaji hufanya ubinadamu kutegemea njia hizi bila kutatua shida halisi..

Kampuni ya mafuta ya ExxonMobil imejulikana kwa miradi yake ya kimataifa ya ujasiri tangu miaka ya 90. Mbali na kurutubisha bahari kwa chuma na kujenga ulinzi wa jua wa dola trilioni 10 angani, pia alipendekeza upaukaji wa uso wa bahari kwa kupaka tabaka nyangavu, povu, majukwaa yanayoelea, au "mwakisi" mwingine kwenye uso wa maji. Chaguo jingine lilikuwa kuvuta milima ya barafu ya Aktiki ili kupunguza latitudo ili weupe wa barafu uakisi miale ya jua. Bila shaka, hatari ya ongezeko kubwa la uchafuzi wa bahari ilibainishwa mara moja, bila kutaja gharama kubwa.

Wataalamu wa Exxon pia wamependekeza kutumia pampu kubwa kuhamisha maji kutoka chini ya barafu ya bahari ya Antarctic na kisha kuyanyunyizia kwenye angahewa ili kuwekwa kama chembe za theluji au barafu kwenye karatasi ya barafu ya Antaktika Mashariki. Wafuasi walidai kwamba ikiwa tani trilioni tatu kwa mwaka zilipigwa kwa njia hii, basi kutakuwa na theluji zaidi ya mita 0,3 kwenye karatasi ya barafu, hata hivyo, kutokana na gharama kubwa za nishati, mradi huu haukutajwa tena.

Wazo lingine kutoka kwa mazizi ya Exxon ni baluni za alumini zenye filamu nyembamba ya heliamu katika tabaka la dunia, zilizowekwa hadi kilomita 100 juu ya uso wa Dunia ili kutawanya mwanga wa jua. Pia imependekezwa kuharakisha mzunguko wa maji katika bahari ya dunia kwa kudhibiti chumvi katika baadhi ya maeneo muhimu, kama vile Atlantiki ya Kaskazini. Ili maji yawe na chumvi zaidi, ilizingatiwa, kati ya mambo mengine, uhifadhi wa karatasi ya barafu ya Greenland, ambayo ingezuia kuyeyuka kwake haraka. Hata hivyo, athari ya ubaridi wa Atlantiki ya Kaskazini ingekuwa kupoza Ulaya, na kufanya iwe vigumu kwa binadamu kuishi. Kitu kidogo.

Data iliyotolewa Ufuatiliaji wa Geoengineering - mradi wa pamoja wa Biofuelwatch, ETC Group na Heinrich Boell Foundation - inaonyesha kuwa miradi mingi ya uhandisi wa jiografia imetekelezwa kote ulimwenguni (5). Ramani inaonyesha hai, imekamilika na kutelekezwa. Inaonekana kwamba bado hakuna usimamizi ulioratibiwa wa kimataifa wa shughuli hii. Kwa hivyo sio geoengineering ya kimataifa kabisa. Zaidi kama maunzi.

5. Ramani ya miradi ya geoengineering kulingana na tovuti map.geoengineeringmonitor.org

Miradi mingi, zaidi ya 190, tayari imetekelezwa. kuondolewa kwa kaboni, yaani kukamata na kuhifadhi kaboni (CCS), na takriban 80 - kukamata kaboni, matumizi na kuhifadhi (, KUSS). Kumekuwa na miradi 35 ya urutubishaji baharini na zaidi ya miradi 20 ya stratospheric aerosol injection (SAI). Katika orodha ya Geoengineering Monitor, pia tunapata baadhi ya shughuli zinazohusiana na wingu. Idadi kubwa ya miradi iliundwa kwa ajili ya kurekebisha hali ya hewa. Data inaonyesha kuwa kulikuwa na matukio 222 yanayohusiana na ongezeko la mvua na matukio 71 yanayohusiana na kupungua kwa mvua.

Wasomi wanaendelea kubishana

Wakati wote, shauku ya waanzilishi wa maendeleo ya matukio ya hali ya hewa, anga na bahari kwa kiwango cha kimataifa huibua maswali: je, kweli tunajua vya kutosha kujitolea kwa geoengineering bila hofu? Je, ikiwa, kwa mfano, mbegu za mawingu kwa kiasi kikubwa hubadilisha mtiririko wa maji na kuchelewesha msimu wa mvua katika Asia ya Kusini-mashariki? Vipi kuhusu zao la mpunga? Namna gani ikiwa, kwa mfano, kutupa tani nyingi za chuma baharini kutaangamiza idadi ya samaki kwenye pwani ya Chile?

baharini, iliyotekelezwa kwa mara ya kwanza kwenye ufuo wa British Columbia huko Amerika Kaskazini mwaka wa 2012, na kuathiriwa haraka na maua makubwa ya mwani. Mapema mwaka 2008, nchi 191 za Umoja wa Mataifa ziliidhinisha kupiga marufuku urutubishaji baharini kwa hofu ya athari zisizojulikana, marekebisho yanayoweza kutokea kwa mnyororo wa chakula, au uundaji wa maeneo yenye oksijeni kidogo katika miili ya maji. Mnamo Oktoba 2018, zaidi ya AZISE mia moja zilishutumu uhandisi wa jiolojia kama "hatari, sio lazima na sio haki".

Kama ilivyo kwa matibabu na dawa nyingi, geoengineering inakera madharaambayo, kwa upande wake, itahitaji hatua tofauti ili kuwazuia. Kama Brad Plumer alivyodokeza katika Washington Post, mara tu miradi ya uhandisi wa jiografia imeanza, ni vigumu kuacha. Wakati, kwa mfano, tunapoacha kunyunyiza chembe za kutafakari kwenye anga, Dunia itaanza joto haraka sana. Na za ghafla ni mbaya zaidi kuliko polepole.

Utafiti wa hivi majuzi uliochapishwa katika Jarida la Geosciences unaweka hili wazi. Waandishi wake walitumia mifano kumi na moja ya hali ya hewa kwa mara ya kwanza kutabiri nini kinaweza kutokea ikiwa ulimwengu utatumia uhandisi wa jua ili kumaliza ongezeko la asilimia moja la utoaji wa hewa ya ukaa kila mwaka. Habari njema ni kwamba mtindo huo unaweza kuleta utulivu wa halijoto duniani, lakini inaonekana kama geoengineering ingekoma mara tu hilo lilipopatikana, kungekuwa na ongezeko kubwa la joto.

Wataalamu pia wanahofia kuwa mradi maarufu wa uhandisi wa kijiolojia - kusukuma dioksidi ya salfa kwenye angahewa - unaweza kuhatarisha baadhi ya maeneo. Wafuasi wa vitendo hivyo wanapinga. Utafiti uliochapishwa katika jarida la Nature Climate Change mnamo Machi 2019 unahakikishia kwamba athari mbaya za miradi kama hiyo zitakuwa ndogo sana. Mwandishi mwenza wa utafiti huo, Prof. David Keith wa Harvard, msomi wa uhandisi na sera za umma, anasema wanasayansi hawapaswi tu kugusa geoengineering, hasa jua.

- - Alisema. -

Karatasi ya Keith tayari imekosolewa na wale wanaohofia kwamba wanasayansi wanakadiria kupita kiasi teknolojia zilizopo na kwamba matumaini yao kuhusu mbinu za uhandisi wa kijiolojia yanaweza kukatisha tamaa jamii kutokana na kufanya juhudi za kupunguza utoaji wa gesi chafuzi.

Kuna tafiti nyingi zinazoonyesha jinsi utumizi wa geoengineering unaweza kuwa wa kukatisha tamaa. Mnamo mwaka wa 1991, megatoni 20 za dioksidi ya sulfuri zilitolewa kwenye anga ya juu, na sayari nzima ilifunikwa na safu ya sulfate, kuonyesha kiasi kikubwa cha mwanga unaoonekana. Dunia imepoa kwa takriban nusu nyuzi joto. Lakini baada ya miaka michache, sulfati zilianguka nje ya anga, na mabadiliko ya hali ya hewa yakarudi kwa muundo wake wa zamani, usio na utulivu.

Inashangaza, katika ulimwengu wa hali ya chini, baridi wa baada ya Pinatubo, mimea ilionekana kufanya vizuri. Hasa misitu. Utafiti mmoja uligundua kuwa siku za jua mnamo 1992, photosynthesis katika msitu wa Massachusetts iliongezeka kwa 23% ikilinganishwa na kabla ya mlipuko. Hii ilithibitisha dhana kwamba geoengineering haitishii kilimo. Hata hivyo, tafiti za kina zaidi zilionyesha kuwa baada ya mlipuko wa volkeno, mazao ya nafaka ya kimataifa yalipungua kwa 9,3%, na ngano, soya na mchele kwa 4,8%.

Na hii inapaswa kuwapoza wafuasi wa upoefu wa kimataifa wa dunia.