تبدو الهندسة الجيولوجية بمثابة حل سريع لتغير المناخ، ولكن بدون المزيد من الأبحاث وحواجز الحماية، تصبح مقامرة مكلفة - مع نتائج ضارة محتملة

متى ارتفاع درجات الحرارة, الطقس القاسي و حرائق الغابات الكارثية عندما تتصدر عناوين الأخبار، يبدأ الناس في المطالبة بإصلاحات سريعة لتغير المناخ.الولايات المتحدةأعلنت الحكومة للتو الجوائز الأولى من أ صندوق بقيمة 3.5 مليار دولار للمشاريع التي تعد بسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء.ويستكشف صناع السياسات أيضًا المزيد أنواع الغازية من الهندسة الجيولوجية - التلاعب المتعمد والواسع النطاق بالأنظمة الطبيعية للأرض.

المشكلة الأساسية معروفة منذ عقود:لقد أدت مركبات الوقود الأحفوري ومحطات الطاقة وإزالة الغابات والممارسات الزراعية غير المستدامة إلى تفاقم المشكلة المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أكثر مما تستطيع أنظمة الأرض إزالته بشكل طبيعي، وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

وتهدف الهندسة الجيولوجية، من الناحية النظرية، إلى استعادة هذا التوازن, إما عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي أو عكس الطاقة الشمسية بعيدًا عن الأرض.

لكن تغيير النظام المناخي المعقد والمترابط للأرض قد يكون له عواقب غير مقصودة.فالتغييرات التي تساعد منطقة ما قد تلحق الضرر بأخرى، وقد لا تتضح التأثيرات إلا بعد فوات الأوان.

ك جيولوجي وعالم مناخ, أعتقد أن هذه العواقب لم يتم فهمها بشكل كافٍ بعد.وبعيداً عن التداعيات المادية المحتملة، لا تمتلك البلدان الهياكل القانونية أو الاجتماعية اللازمة لإدارة استخدامه وتداعياته عندما تسوء الأمور.وقد تم تسليط الضوء على مخاوف مماثلة من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ, ، ال الأمم المتحدة برنامج البيئة، الأكاديمية الوطنية للعلوم و الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي, من بين أمور أخرى.

ال البيت الأبيض كما ناقش مكتب سياسة العلوم والتكنولوجيا هذه المخاوف في تقريره الصادر في يوليو 2023 خطة البحث للتحقيق في التدخلات المناخية المحتملة.

مخاطر إدارة الإشعاع الشمسي

عندما يسمع الناس كلمة "الهندسة الجيولوجية"، فمن المحتمل أن يتصوروا إدارة الإشعاع الشمسي.وتهدف هذه التقنيات، التي لا يزال الكثير منها نظريًا، إلى عكس الطاقة الشمسية بعيدًا عن سطح الأرض.

فكرة حقن الهباء الجوي الستراتوسفيري, على سبيل المثال، تتمثل المهمة في زرع الغلاف الجوي العلوي بمليارات من الجزيئات الصغيرة التي تعكس ضوء الشمس مباشرة إلى الفضاء. ترقق السحابة الرقيقة تهدف إلى تقليل تأثير السحب الضعيفة على ارتفاعات عالية والتي تحبس الطاقة داخل الغلاف الجوي عن طريق جعل بلوراتها الجليدية أكبر وأثقل وأكثر عرضة للترسيب.آخر، اشراق السحابة, ويهدف إلى زيادة انتشار السحب الأكثر سطوعًا والمنخفضة المستوى التي تعكس ضوء الشمس، ربما عن طريق رش مياه البحر في الهواء لزيادة تركيز بخار الماء.

وقد اقترح بعض العلماء المضي قدمًا وتركيب مصفوفات من مرايا الفضاء والتي يمكن أن تقلل من درجة الحرارة العالمية عن طريق عكس الطاقة الشمسية بعيدًا قبل أن تصل إلى الغلاف الجوي.

في حين أنها قادرة نظريا على تبريد الكوكب، وإدارة الإشعاع الشمسي يمكن أن يكون جذريا تأثيرات جانبية عن طريق تغيير أنماط دوران الغلاف الجوي العالمي التي يمكن أن تؤدي إلى المزيد من الظواهر الجوية المتطرفة.كما أنه لا يفعل شيئًا لتقليل أضرار الغازات الدفيئة الزائدة، بما في ذلك تحمض المحيطات.دراسة 2022 منشورة في المجلة العلمية مجلة الطبيعة توقع أن حقن الهباء الجوي الستراتوسفيري يمكن أن يغير أنماط هطول الأمطار العالمية ويقلل الإنتاجية الزراعية.

إن تفتيح السحابة، رغم فعاليته من الناحية النظرية، يحتاج أيضًا إلى ذلك المزيد من الأبحاث للتأكد من أن الجهود المبذولة لتوسيع السحب العاكسة ذات المستوى الأدنى التي يمكن أن تساعد في تبريد سطح الأرض لا تزيد أيضًا من انتشار السحب العالية الارتفاع التي تعمل على تدفئة الكوكب.

مرايا فضائية موضوعة بين الشمس والأرض يمكن نظريا منع 2٪ من الإشعاع الشمسي الوارد واستقرار درجة الحرارة العالمية.لكن هذه التكنولوجيا لا يزال أمامها ما لا يقل عن 20 عاما من التنفيذ، وسوف تكلف تريليونات الدولارات.والأهم من ذلك، التأثير العالمي الشامل تظليل سطح الأرض غير معروف إلى حد كبير.وسوف يقلل من درجات حرارة المحيطات والهواء الإقليمية بطرق قد تكون كذلك تؤثر على التغييرات في التيار النفاث، وهطول الأمطار، والغطاء الثلجي، وأنماط العواصف، وربما حتى الرياح الموسمية.هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتوضيح هذه الشكوك.

إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء

تحمل تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل عام مخاطر أقل من التعامل مع الطاقة الشمسية.

احتجاز الكربون وتخزينه يزيل ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة والمصانع ويخزنه تحت الأرض في خزانات جيولوجية عميقة.وقد ثبت أن هذا أمر محتمل، لكنه يثير مخاوف من أن التسربات قد تلوث طبقات المياه الجوفية، وتضر بالصحة العامة، وتفشل في نهاية المطاف في إبقاء الكربون خارج الغلاف الجوي.

التكنولوجيا هي مكلفة أيضا ويعتمد على قرب الخزانات المناسبة للتخزين.

الالتقاط المباشر للهواء، مصمم لسحب الكربون من الهواء لا يزال في مراحله المبكرة ولكنه يوفر ميزة القدرة على تقليل المستويات الحالية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.وهذا أيضًا مكلف ما يصل إلى 600 دولار للطن المتري من ثاني أكسيد الكربون الذي يتم احتجازه اليوم، لكن المبتكرين يحصلون عليه تمويل من الولايات المتحدةحكومة.

هناك أيضًا طرق طبيعية لإزالة الكربون. زراعة الأشجار, على سبيل المثال، يمكن إزالة الكربون مباشرة من الغلاف الجوي، ولكن هذا هو الحال لا يكفي.إذا تمت إعادة زراعة جميع الأراضي المتاحة لإعادة التشجير، فسيظل الأمر كذلك لا يكون كافيا لعكس اتجاهات الاحتباس الحراري الحالية.

تخصيب المحيط هو اختراق آخر للهندسة الجيولوجية يهدف إلى تعزيز عزل الكربون، ولكن البحث في مرحلة مبكرة.توفر هذه التقنية العناصر الغذائية مثل الحديد لزيادة نمو العوالق النباتية، التي تستخدم الكربون المذاب من الغلاف الجوي لتنمية أصدافها وأنسجتها.ولكن قد يكون لها أيضا آثار غير مقصودة للسلسلة الغذائية التي يمكن أن تضر الحياة في المحيطات.

الفراغ القانوني

وإلى جانب السلامة، هناك سؤال مهم آخر يتعلق بالمساءلة.

هناك احتمال كبير أن تؤدي الهندسة الجيولوجية التي تهدف إلى مساعدة منطقة ما إلى إلحاق الضرر بمناطق أخرى.وذلك لأن أنظمة المحيطات والطقس مترابطة عالميًا.

لذا، من يستطيع أن يقرر ما هي المشاريع التي يمكن المضي قدما؟وفي الوقت الحالي، يعد هذا فراغًا قانونيًا.

لا يوجد الإطار التنظيمي والتي يمكن أن تحدد من المسؤول إذا حدث خطأ ما.التحالفات متعددة الجنسيات والدول الفردية والشركات وحتى الأفراد الأثرياء يمكنه التصرف بشكل مستقل دون استشارة أي شخص.وفي حالة تجاوز الضرر للحدود الوطنية، لا يوجد حاليًا طريق واضح للانتصاف.

تحقيق التوازن الصحيح

لا شيء من هذا يعني أن العالم يجب أن يرفض الهندسة الجيولوجية.

تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون، مثل زراعة الأشجار وزيادتها عزل الكربون في التربة – الاحتفاظ بمزيد من الكربون العضوي في التربة الخصبة – قد يوفر فوائد إضافية لـ خدمات النظام البيئي من خلال زيادة تنوع الأنواع وزيادة الإنتاجية الزراعية.وهذه كلها نتائج إيجابية وينبغي أن تكون جزءا من الاستجابة المناخية العالمية.

قد يتم تجنب بعض أشكال حقن الهباء الجوي الستراتوسفيري تدمير الأوزون ولها فترات حياة قصيرة في الغلاف الجوي.ومع ذلك، هناك أبحاث أكثر صرامة، وحوكمة عالمية شفافة وقوية الأطر القانونية والأخلاقية لإدارة المخاطر والتأكد من الحاجة إلى العدالة أولاً.

أعتقد أن جميع التقنيات يجب أن تُستكمل بجهود عميقة ومتواصلة لتحقيق ذلك تقليل الانبعاثات و تحويل نظام الطاقة لتجنب التأثيرات العالمية لارتفاع مستوى سطح البحر وارتفاع درجات الحرارة والجفاف والعواصف والفيضانات والحرائق والمجاعة وانقراض الأنواع وزيادة الصراع البشري.

مثل رايلي دورين، مهندسة أنظمة من وكالة ناسا, وقال في مقابلة مع وكالة الفضاء:"الهندسة الجيولوجية ليست علاجا.في أحسن الأحوال، إنها ضمادة أو عاصبة.وفي أسوأ الأحوال، يمكن أن يكون جرحًا ذاتيًا”.