پس از دهه‌ها تلاش برای مهار گرمایش جهانی، دانشمندان اکنون در حال بررسی روش‌هایی برای معکوس کردن تغییرات آب و هوایی و احتمالاً خنک کردن کره زمین هستند. آن‌ها به مهندسی زمین – استراتژی‌هایی که سیستم‌های زمین را برای کاهش اثرات آب و هوایی دستکاری می‌کنند – توجه کرده‌اند.
ایده‌های مهندسی زمین شامل روشن‌تر کردن ابرها برای بازتاب بیشتر نور خورشید، غرق کردن جلبک‌های تولید شده در آزمایشگاه به درون اقیانوس برای جذب دی‌اکسید کربن، یا حفر سوراخ در یخچال‌های طبیعی برای کند کردن افزایش سطح دریاها می‌باشد.
سوالات پیچیده پیرامون مهندسی زمین
دانشگاه شیکاگو خود را در خط مقدم این حوزه در حال ظهور قرار داده است، با جذب فیزیکدانی به نام دیوید کیث که هدایت برنامه‌ای در زمینه مهندسی آب و هوا را بر عهده خواهد داشت.
کیث قصد دارد تیمی از ۱۰ استاد محقق و چندین پژوهشگر جوان تشکیل دهد. او بر نیاز به همکاری برای مواجهه با سوالات پیچیده پیرامون مهندسی زمین تاکید می‌کند.
کیث توضیح داد: “ما نمی‌توانیم (مهندسی زمین) را با تنها گروهی از افراد که به صورت انفرادی روی آن کار می‌کنند، درک کنیم. ما نیاز داریم که گروه گسترده‌ای از دانشمندان و دانشجویان را گرد هم آوریم تا آن را به شیوه‌ای غنی‌تر مورد بحث قرار دهیم.”
مدیریت تشعشعات خورشیدی
برای مدت طولانی، دستکاری سیستم‌های زمین به عنوان موضوعی تابو در نظر گرفته می‌شد، زیرا بسیاری از دانشمندان آن را انحرافی از کاهش انتشار کربن می‌دانستند. برخی حتی آن را بیش از حد خطرناک برای بررسی می‌دانستند.
روش بحث‌برانگیزتر مدیریت تشعشعات خورشیدی است که شامل شلیک آئروسل‌ها به جو برای بازتاب نور خورشید و خنک کردن کره زمین است. پیتر ایروین، فیزیکدان، اخیراً به تیم کیث در دانشگاه شیکاگو پیوسته تا این روش را بررسی کند.
انتظار می‌رود مهندسی خورشیدی اثر خنک‌کننده فوران‌های آتشفشانی عظیم را تقلید کند، مانند فوران کوه تامبورا در اندونزی در سال ۱۸۱۵. آن فوران دمای جهانی را کاهش داد و برای سال‌ها نور خورشید را کم کرد.
ایروین گفت: “مدیریت تشعشعات خورشیدی تنها (مداخله آب و هوایی) است که می‌تواند در یک دوره ریاست جمهوری انجام شود.”
مهندسی زمین به یک گزینه ضروری تبدیل می‌شود
با این حال، همچنان ترس‌هایی وجود دارد که وعده فناوری‌هایی که هنوز توسعه نیافته‌اند ممکن است توسط کشورهای ثروتمند یا شرکت‌های سوخت فسیلی برای اجتناب از کاهش انتشار کربن استفاده شود.
با وجود اینکه انتشار جهانی همچنان در حال افزایش است و به اندازه کافی سریع کاهش نمی‌یابد، برخی از کارشناسان مهندسی زمین را به عنوان یک گزینه ضروری می‌بینند.
همانطور که میکروبیولوژیستی به نام مانون دوره، یکی از افراد جدیدی که به این ابتکار دانشگاه شیکاگو پیوسته است، بیان می‌کند: “این اتفاق نخواهد افتاد. ما نمی‌توانیم به سادگی جهان را از کربن‌زدایی کنیم. ما باید به گزینه‌های دیگر نگاه کنیم.”
چالش‌های عملی مهندسی زمین
دوره بر چالش‌های عملی مهندسی زمین، مانند تأمین مواد، لجستیک و قوانین بین‌المللی متمرکز خواهد بود.
همسر او، اقیانوس‌شناس ب.ب. کایل، به ارزیابی خطرات، هزینه‌ها و مقیاس‌پذیری رویکردهای مختلف مهندسی زمین خواهد پرداخت. هر دو مهندسی زمین را به عنوان یک توقف موقت می‌دانند در حالی که جامعه بر کاهش انتشارها کار می‌کند.
خرید زمان برای رسیدگی به مسائل بزرگتر
کیث از دهه ۱۹۸۰ در زمینه تحقیق در مهندسی زمین پیشرو بوده و یکی از اولین شرکت‌هایی را که دی‌اکسید کربن را از هوا جذب می‌کند، راه‌اندازی کرده و تلاش‌های دانشگاه هاروارد در مداخلات خورشیدی را هدایت کرده است.
او استدلال می‌کند که متعادل کردن کاهش انتشار با دیگر اولویت‌های اجتماعی، مانند توسعه برابر، ضروری است.
کیث معتقد است که خنک کردن زمین می‌تواند به جامعه زمان بدهد تا به این مسائل بزرگتر رسیدگی کند. او گفت: “کار اخلاقی این است که انتشارها را کمی کندتر کاهش دهیم.”
ریسک‌های آزمایش با استراتوسفر
اگرچه مهندسی خورشیدی می‌تواند رویدادهای شدید آب و هوایی را کاهش دهد، اما ریسک‌های قابل توجهی نیز دارد. ایروین اذعان دارد که این ممکن است خشکسالی‌ها را تشدید کند، باران اسیدی را افزایش دهد و لایه اوزون را نازک‌تر کند. این ناشناخته‌ها می‌توانند بر تولید جهانی غذا و تنوع زیستی تأثیر بگذارند.
پروفسور لیز مویر، دانشمند جو در دانشگاه شیکاگو، نگرانی‌های خود را در مورد آزمایش با استراتوسفر، جایی که آئروسل‌ها تزریق می‌شوند، به اشتراک می‌گذارد.
استراتوسفر در سال‌های اخیر رویدادهای غیرقابل پیش‌بینی داشته است و مویر هشدار می‌دهد که دستکاری آن بدون نظارت مناسب می‌تواند خطرناک باشد.
او گفت: “اگر قرار است عمل جراحی تجربی انجام دهید و به این فکر نکرده‌اید که به چه نوع فناوری نیاز دارید تا بیمار را نظارت کنید، پس به اندازه کافی در مورد مشکل فکر نکرده‌اید که من بتوانم به شما اعتماد کنم.”
بار سنگین بر دوش نسل‌های آینده
مهندسی خورشیدی نیاز به مداخله مداوم دارد – هر چند سال یک بار شلیک آئروسل‌ها به جو. توقف این فرآیند می‌تواند منجر به گرم شدن سریع شود، پدیده‌ای که به عنوان “شوک پایان” شناخته می‌شود.
ریچارد پیرهمبرت از دانشگاه آکسفورد، یکی از استادان سابق دانشگاه شیکاگو، هشدار می‌دهد که این امر “باری عظیم بر دوش آینده” است.
پیرهمبرت یکی از بیش از ۵۰۰ دانشمندی است که خواستار توافق بین‌المللی برای عدم استفاده از مهندسی خورشیدی شده‌اند. او نگران است که هیچ نهاد حاکم جهانی وجود نداشته باشد تا استقرار مسئولانه این فناوری‌ها را نظارت کند.
استفاده بی‌مهابا توسط کشورهای ناامید
از سوی دیگر، ایروین معتقد است که جلوگیری از تحقیق در مورد مهندسی زمین می‌تواند منجر به استفاده بی‌مهابا توسط کشورهای ناامید شود.
او گفت: “هرچه بیشتر سرکوب شود، خطر این که یک کشور یا گروه کوچکی از کشورها به صورت مستقل و با ناامیدی پیش بروند، بیشتر خواهد شد.”
در حالی که برخی کشورها مانند چین قبلاً در تغییر الگوهای آب و هوایی آزمایش کرده‌اند، بیشتر تحقیقات مهندسی خورشیدی هنوز محدود به مدل‌های کامپیوتری است.
با این حال، تأیید آزمایش‌های دنیای واقعی دشوار بوده است. دو آزمایش برنامه‌ریزی شده، یکی در کالیفرنیا و دیگری در سوئد، به دلیل مخالفت عمومی به تازگی لغو شده‌اند.
ریسک‌ها و مزایای مهندسی زمین
کیث، که در پروژه سوئدی دخیل بود، همچنان متعهد به مطالعه مهندسی زمین برای درک ریسک‌ها و مزایای آن است.
او استدلال می‌کند که عموم مردم و سیاست‌مداران نیاز به تحقیق‌های دقیق دارند تا تصمیمات آگاهانه در مورد استقرار چنین فناوری‌هایی بگیرند.
او گفت: “قطعاً وظیفه گروهی از دانشمندان نخبه نیست که تصمیم بگیرند عموم مردم چه چیزهایی را باید بدانند یا نه.”
با این حال، پیرهمبرت هشدار می‌دهد که آزمایش‌های کوچک‌مقیاس ممکن است حس کاذبی از امنیت ایجاد کنند. برای درک کامل ریسک‌های بلندمدت مهندسی زمین، باید استقرار تمام‌مقیاس انجام شود.
او توضیح داد: “دانشمندان مسئولیت دارند که فناوری‌هایی که می‌توانند تهدیدکننده و بی‌ثبات‌کننده باشند را توسعه ندهند.”
ساخت تیمی میان‌رشته‌ای
با وجود این نگرانی‌ها، مویر ارزش این را می‌بیند که دانشگاه شیکاگو این گفتگو را رهبری کند، اما بر اهمیت دخالت مهندسین عمران، که در پروژه‌های بزرگ‌مقیاس برای در نظر گرفتن ریسک آموزش دیده‌اند، تاکید می‌کند.
اگرچه کیث برنامه‌هایی برای ساخت یک تیم میان‌رشته‌ای دارد، اما تاکنون تمام استخدام‌ها در علوم ژئوفیزیکی بوده و دانشگاه بخش مهندسی ندارد.
