استارتاپ بریتانیایی در تلاش برای انجماد مجدد قطب شمال با پهپادهای زیرآبی
زمان‌های ناامیدکننده به اقدامات ناامیدکننده نیاز دارند.
با افزایش نگرانی‌ها از رسیدن به نقطه بی بازگشت غیرقابل تغییر، دانشمندان بیش از پیش به آزمایش روش‌های رادیکالی می پردازند که می توانند کل اکوسیستم‌ها را تغییر دهند.
آیا این حرکت عاقلانه است؟ برخی دانشمندان استدلال می کنند که مهندسی اقلیمی در مواجهه با بحران اقلیمی یک ریسک ضروری است. دیگران ادعا می کنند که این یک بهانه‌ای برای انحراف از هدف اصلی رسیدن به صفر خالص انتشار است.
گروهی از دانشمندان و مهندسان در تلاشند تا یک حلقه بازخورد نگران‌کننده در قطب شمال را از کنترل خارج نکنند. با ذوب یخ‌های دریایی قطب شمال، بخش بیشتری از اقیانوس به اشعه خورشید معرض می‌شود. این باعث جذب گرمای بیشتر و ذوب بیشتر یخ می شود.
مرکز تعمیرات اقلیمی دانشگاه کمبریج با همکاری استارتاپ Real Ice در حال توسعه یک روش پیشگیرانه جدید است. آنها قصد دارند آب دریا را به سطح یخ‌های قطب شمال پمپ کنند تا ضخامت آن افزایش یابد.
آندریا چکولینی، مدیر اجرایی Real Ice، در مصاحبه ایمیلی با مهندسی جالب توضیح داد: "از نتایج آزمایش‌های میدانی ما در دو سال گذشته، می‌توانیم بگوییم که روش افزایش ضخامت یخ موثر است و می‌تواند رشد یخ اضافی را بر روی یخ دریایی موجود ایجاد کند."
آیا یک استارتاپ می تواند ذوب یخ‌های دریایی قطب شمال را برعکس کند؟
از سال 1979، قطب شمال تقریباً چهار برابر سریع‌تر از میانگین جهانی گرم شده است. ذوب یخ‌های دریایی موجب افزایش سطح دریا می‌شود، اثر خنک کنندگی منطقه را کاهش می‌دهد و با اجازه دادن به جذب گرمای بیشتر، باعث افزایش دمای جهانی می‌شود.
در یک مطالعه 2021 ، دانشمندان ادعا کردند که در بدترین حالت، کره زمین با تابستان‌هایی بدون یخ در قطب شمال تا حدود سال 2035 مواجه خواهد شد. حلقه بازخورد یخ-آلبیدو این فرآیند را تسریع خواهد کرد، که به میزان تابش خورشید بازتاب شده به جو اشاره دارد.
Real Ice معتقد است که می‌تواند این سناریو را با ایجاد یخ های بیشتری در قطب شمال نسبت به امروز معکوس کند. شرکت در حال توسعه یک پهپاد زیرآبی که با سوخت هیدروژن سبز کار می‌کند، است که از زیر یخ‌ها سوراخ‌هایی ایجاد می کند. پس از قرارگیری، پهپاد آب دریا را بر روی یخ اسپری می‌کند و این آب یخ می‌زند و لایه بالایی ضخیم‌تری ایجاد می‌کند.
به گفته چکولینی، این روش پتانسیل زیادی برای " تحریک رشد یخ اضافی در پایین یخ دریایی از طریق سیلاب و یخ زدن دارد، و لایه برف عایق بسیار بالایی که به طور معمول بر روی یخ دریایی پیدا می‌کنیم را از بین می‌برد."
چالش‌های کلیدی
ناگفته نماند که مرکز تعمیرات اقلیمی و Real Ice با چندین مانع بزرگ روبرو هستند. ابتدا، آنها باید اثبات کنند که تکنولوژی آنها در مقیاس گسترده کار می‌کند. سپس، باید تامین مالی را تضمین کنند. در نهایت، باید بر روی مقیاس‌گذاری تکنولوژی کار کنند تا به نقطه‌ای برسد که موثر باشد.
این یک تلاش عظیم خواهد بود. به عنوان مثال، یک مطالعه پیشنهاد کرده است که ما به 10 میلیون پمپ بادی نیاز داریم تا یخ دریایی را در تنها یک دهم قطب شمال ضخیم‌تر کنیم.
چکولینی توضیح داد: "در مقیاس کوچک، پمپ کردن آب و تشکیل یخ جدید در بالای یخ موجود بسیار ساده است." با این حال، "بزرگترین چالش در روش ضخیم‌سازی یخ، قابلیت مقیاس‌بندی در مقیاس "سطح اقیانوس" است که به یک راه‌حل بسیار خودکار نیاز خواهد داشت و قابلیت انجام آن در شرایط زمستانی بسیار سخت قطب شمال."
در نهایت، Real Ice و مرکز تعمیرات اقلیمی هدف دارند که یخ قطب شمال به اندازه کافی ضخیم شود که در ماه‌های تابستان ذوب نشود. با این حال، آنها هنوز اثربخشی روش را در تابستان تعیین نکرده‌اند.
در ژانویه، Real Ice یک اکسپدیشن را رهبری کرد که حدود 1,000 تن یخ جدید در زمینی به اندازه یک زمین فوتبال ایجاد کرد. این آزمایش برای اولین بار از پمپ آب با سلول سوختی هیدروژنی استفاده کرد. اکنون، شرکت می‌خواهد کمپین آزمایشی خود را به سطح بعدی برساند.
چکولینی ادامه داد: "از آنجا که آزمون‌های ما تاکنون در مقیاس بسیار کوچک بوده‌اند، نمی‌توانیم بگوییم که آیا این ضخامت اضافی موثر در ماندگاری طولانی‌تر یخ دریایی در فصل تابستان است و از کاهش کلاه قطب شمال جلوگیری می‌کند." "این همان چیزی است که ما می‌خواهیم در زمستان‌های آینده، از 2024/25 شروع کنیم، آزمایش کنیم."
ضخیم‌سازی یخ دریایی می‌تواند 10 میلیارد دلار در سال هزینه داشته باشد
دانشمندان توافق دارند که ما در مسیر ناکامی در دستیابی به هدف توافق پاریس برای ماندن زیر 1.5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح پیش‌صنعتی قرار داریم. چکولینی معتقد است که روش شرکت او می‌تواند یک خط حیات ارائه دهد.
"ما معتقدیم که این می‌تواند راهی برای خرید زمان و کاهش بدترین اثرات تغییرات اقلیمی باشد، با کاهش گرمایش سیاره‌ای با توجه به اثر آلبیدوی یخ دریایی قطب شمال." "اگر این روش را موثر بیابیم، منطقی است که عملیات در مقیاس بزرگ آن را حفظ کنیم تا زمانی که بتوانیم اقتصادهای خود را کربن‌زدایی کنیم و غلظت‌های CO2 در جو را به سطح‌های پایدار، حدود 350 قسمت در میلیون، کاهش دهیم."
"از محاسبات اولیه ما، معتقدیم که در زمینه حدود 10 میلیارد دلار در سال نیاز خواهیم داشت تا ضخیم‌سازی یخ را در مقیاس کافی بزرگ در قطب شمال برای مقابله با شتاب‌دهی "مارپیچ" از دست دادن یخ دریایی انجام دهیم."
در حالی که این رقم بزرگ است، چکولینی به این واقعیت اشاره کرد که "بشریت مشکلات بسیار پیچیده‌تر و پرهزینه‌تری را حل کرده است."
"بررسی صحیح اقداماتی مانند ضخیم‌سازی یخ میلیون‌ها هزینه دارد، اجرای آنها در مقیاس میلیاردها هزینه دارد، اما می توانند ما را در هزینه‌های کاهش سازگاری و خسارت و آسیب‌ها نجات دهند که به "تریلیون‌ها" می‌رسد." علاوه بر این، "از نظر فناوری، راه‌حل قابل مقیاس‌پذیری که در ذهن داریم به "نفوذ" نیاز ندارد - این تمام فناوری‌های موجود و اثبات شده‌ای است که می‌تواند در خدمت سیاره ما مونتاژ شود و استفاده شود."
در مورد تامین مالی Real Ice، شرکت در حال حاضر خودگردان است. با این حال، هدف دارد که از "اعتبارات خنک‌کننده" و همچنان صندوق‌های جدید حفاظتی که امیدواریم برای قطب شمال باز شوند، بهره‌مند شود.
مهندسی اقلیمی تصویری منفی دارد
پمپاژ آب دریا بر روی یخ قطب شمال تنها پیشنهاد برای کند کردن ذوب یخ‌ها و حفظ دما نیست. دانشمندان همچنین به بررسی استفاده از تزریق آئروسل استراتوسفری (SAI) می‌پردازند. این روش ذراتی – احتمالاً گوگرد – را به استراتوسفر پمپاژ می کند تا اثرات فوران آتشفشانی را تقلید کند. این باعث خنک شدن سیاره ما خواهد شد اما ممکن است اثرات نامطلوبی نیز داشته باشد، مانند ایجاد باران اسیدی.
برخی دانشمندان نیز هشدار می‌دهند که مهندسی اقلیمی می‌تواند بهانه‌ای برای کندی کاهش انتشار ایجاد کند. در یک گزارش اخیر ، اتحادیه دانشمندان نگران (UCS) به خطر اخلاقی اشاره کرده‌اند – فقدان انگیزه برای مقابله با علت اصلی تغییرات اقلیمی اگر توسط مهندسی اقلیمی محافظت شده باشیم. این روش‌های مهندسی اقلیمی بسیار هزینه‌بر خواهند بود و ممکن است شکست بخورند، که در صورت کاهش ندادن انتشار منجر به فاجعه خواهد شد.
چکولینی از این تصویر منفی آگاه است. "به طور کلی، اصطلاح مهندسی اقلیمی دلالت‌های منفی دارد، بنابراین در حالی که ما درک می‌کنیم که این یک چتر بسیار گسترده است که بسیاری از روش‌های مختلف مداخله اقلیمی را پوشش می‌دهد، ترجیح می‌دهیم که ضخیم‌سازی یخ را در زیر دسته "بیومیمیکری" ببینیم." مدیر اجرایی Real Ice به این نکته اشاره کرد که شرکت او از "روش‌های الهام گرفته از طبیعت برای حفظ و بازسازی مکانیزم‌هایی که برای مدت زیادی به طور طبیعی رخ داده‌اند، قبل از اینکه تغییرات اقلیمی شروع به اثرگذاری در اکوسیستمی مانند قطب شمال کند، استفاده می‌کند."
مانند سایر حامیان مهندسی اقلیمی – یا بیومیمیکری – چکولینی باور دارد که بهتر است به تحقیق و آمادگی بپردازیم، حتی اگر نهایتاً روشی خاصی را مورد استفاده قرار ندهیم. "اگر دانش ما در این اقدامات بهبود یابد، ما درباره اثربخشی و خطرات آنها اطلاعات خواهیم داشت و خواهیم دانست که چه زمانی و چگونه از آنها به امن‌ترین شکل ممکن استفاده کنیم."
اجتناب از سناریوی "بدون اقدام"
در نهایت، هدف Real Ice این است که مطمئن شویم برای سناریویی که احتمالاً به رفتن فراتر از کاهش انتشار نیاز داریم، آماده هستیم. گزارش تغییر اقلیمی IPCC 2023 ، برای مثال، به این نکته اشاره کرد که ما همچنین باید مقدار زیادی دی‌اکسید کربن را از جو برداریم. برای انجام این کار، باید تکنولوژی‌های جدید را با سرعتی بی‌سابقه مقیاس‌بندی کنیم.
"کاهش انتشار به تنهایی اساساً احتمال تقریباً صفر دارد که در برابر سناریوهای اقتصادی محتمل‌ترین موثر باشد." چکولینی توضیح داد: "حداقل، ما به روش‌های بسیار نوآورانه‌ای برای جذب کربن نیاز خواهیم داشت." با این حال، "حتی برای این موارد نیز، مقدارهای خواسته شده چنان عظیم هستند که ممکن است طول بکشد تا از بدترین افزایش‌های دمای جوی جلوگیری کنیم."
زمان در حال گذر است. سال 2024 بار دیگر سالی با رکورد جدیدی برای انتشار CO2 خواهد بود. ما نیز با توجه به گزارشی از سازمان هواشناسی جهانی، دوباره رکورد دما را پشت سر خواهیم گذاشت.
چکولینی گفت: "ما هنوز به اوج نفت نرسیده‌ایم" و "دو میلیارد نفر دیگر تا سال 2050 در سیاره ما پیش‌بینی شده است. وضعیت ژئوپلیتیکی کمکی نمی‌کند. تغییرات اقلیمی یک موضوع پرتنش و قطبی شده در سیاست است، با دولت‌هایی در کشورهای در حال توسعه به طور منظم کار پیشینیان خود را خنثی می کنند."
در قطب شمال، خطر "عدم اقدام" این است که یک اکوسیستم کامل را از دست می‌دهیم،" او ادامه داد، "با اثرات بالقوه جهانی، از جمله گذر از نقاط بحرانی مانند یخچال‌های گرینلند و آزادسازی متان از یخ‌زدگی‌های دائمی در حال ذوب."
