مداخله آب و هوا: امیدی ممکن در مواجهه با بزرگترین مشکل بشریت

کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه ای به صفر خالص تنها راه عملی برای توقف تغییرات آب و هوایی است. اما به لطف دو قرن سوزاندن سوخت‌های فسیلی، آب و هوای گرم‌تری ایجاد کرده‌ایم که برای نسل‌ها پایدار خواهد بود. در نتیجه، بشریت با یک تصمیم مهم روبرو خواهد شد: آیا ما در یک سیاره داغ با تمام مشکلاتی که به همراه دارد زندگی می کنیم یا برای سرد کردن اوضاع مداخله می کنیم؟

جعبه ابزار پاندورا: امیدها و خطرات مداخله اقلیمیتوسط آکادمیک و مدیر سابق هوافضای ایالات متحده ویک اسمیت، به چگونگی تلاش ما برای خنک کردن زمین نگاه می کند. با انجام این کار، او یک کاوش علمی، فناوری، اقتصادی، جامعه‌شناختی و اخلاقی گسترده در مورد چالش‌های آب و هوایی که با آن روبرو هستیم نوشته است.

اگرچه دامنه کتاب او بسیار گسترده است، اما هدف اسمیت این است که برای گسترش سریع تحقیقات در مورد اینکه چگونه می‌توانیم سیاره را با تزریق آئروسل استراتوسفری (SAI) خنک کنیم، تحقیق کند. در اصل، این روش یک "پرده" از مواد شیمیایی در جو ایجاد می کند که مقداری از نور خورشید را به فضا بازتاب می کند. با این حال، انجام این کار به دلایلی که اسمیت در جزئیات پزشکی قانونی پوشش می دهد، بحث برانگیز است.

یک دلیل واضح برای احتیاط این است که تغییر ترکیب شیمیایی جو چیزی است که ما را وارد این آشفتگی آب و هوایی کرده است و برخی نگران هستند که سرهم‌بندی بیشتر ممکن است اوضاع را بدتر کند. موضوع مهم دیگر خطر اخلاقی است – اگر می‌توانیم زمین را با پاشیدن مواد شیمیایی در استراتوسفر خنک کنیم، پس چرا باید به خود زحمت دهیم تا انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را کاهش دهیم؟

اسمیت شروع می کند جعبه ابزار پاندورا با برجسته کردن خطرات گرمایش جهانی و اشاره به اینکه بزرگترین عدم قطعیت در آینده این است که چگونه انسان ها به چالش های مقابله با تغییرات آب و هوایی پاسخ خواهند داد. حتی اگر موفق به دیدار با آن شویم توافق پاریس اسمیت هشدار می‌دهد و کمی بعد از سال 2050 به صفر خالص برسیم، دی اکسید کربن اضافی که در حال حاضر در جو وجود دارد قرن‌ها یا حتی هزاره‌ها باقی خواهد ماند. این بدان معناست که دما به سرعت به سطح قبل از صنعتی شدن باز نخواهد گشت. بدتر از آن، یخ‌ها به ذوب شدن ادامه می‌دهند و اقیانوس‌ها به گسترش خود ادامه می‌دهند، و بنابراین سطح دریاها تا قرن آینده و پس از آن به خوبی بالا می‌رود.

اسمیت استدلال می‌کند که اگر نسل‌های آینده بخواهند آب و هوا را در طول زندگی خود بهبود بخشند، باید به مداخلات اقلیمی برای خنک کردن سیاره متوسل شوند – در واقع، او پیش‌بینی می‌کند که آنها این مداخلات را خواهند داشت.

حذف و کاهش دهید

این کتاب بر اساس دوره ای در مورد مداخله در تغییرات آب و هوایی است که اسمیت در آن تدریس می کند دانشگاه ییل، و به دو استراتژی کلی برای کاهش دما در کوتاه مدت نگاه می کند. یکی حذف دی اکسید کربن از جو و دیگری کاهش میزان انرژی خورشیدی دریافتی زمین از خورشید است.

کاشت درخت یکی از گزینه های حذف دی اکسید کربن است. با این حال، برای سطوح مورد نیاز، این نیاز به مقادیر زیادی زمین دارد و جنگل ها پس از حدود 50 سال به نقطه اشباع در جذب کربن می رسند. یک راه حل این است که چوب - یا سایر محصولات زیست توده - و سوزاندن آن برای تولید انرژی و در عین حال گرفتن دی اکسید کربن تولید شده و پمپاژ آن در زیر زمین، جایی که برای مدت طولانی باقی می ماند، بسوزانید.

اسمیت به سایر استراتژی‌های حذف مانند ساخت بیوچار، که شامل بازیابی جزئی کربن عنصری از زیست توده و سپس استفاده از آن کربن برای غنی‌سازی خاک است، می‌پردازد. افزایش جذب کربن توسط اقیانوس‌ها و نواحی ساحلی به همراه هوازدگی بیشتر سنگ‌ها، که کربن را در مواد کربناته محبوس می‌کند، مورد بحث قرار می‌گیرد. او همچنین جذب و ذخیره کربن را به طور مستقیم از هوا در نظر می گیرد.

نتیجه‌گیری اسمیت در مورد طرح‌های حذف کربن این است که آنها باید «به شکلی بزرگ و برای مدت طولانی» انجام شوند. همانطور که او اشاره می کند: "ما باید این ابزارها را کامل کنیم و مهمتر از آن، ما باید جهان را به گونه ای سازماندهی کنیم که تریلیون ها دلار برای استقرار آنها سالانه در دهه های آینده بپردازیم."

درمان علامت

برخلاف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای یا جذب کربن، SAI تغییرات آب و هوایی را متوقف یا معکوس نمی کند. با این حال، اسمیت معتقد است که می تواند یک راه مفید و نسبتا ارزان برای مقابله با علامت اصلی تغییرات آب و هوا: افزایش دما باشد.

برای چندین سال، اسمیت و همکارانش به دنبال کاربردهای ارسال مواد به عمق 20 کیلومتری به داخل استراتوسفر بودند، جایی که با بازتاب نور خورشید به فضا، زمین را خنک می‌کرد. یکی از راه‌های انجام این کار پراکنده کردن قطرات ریز اسید سولفوریک است که می‌دانیم کارساز خواهد بود زیرا چنین قطراتی مسئول اثرات خنک‌کننده‌ای هستند که پس از فوران‌های آتشفشانی بزرگ مشاهده می‌شوند. به عنوان مثال، در سال 1991، پساب گوگردی از کوه پیناتوبو در فیلیپین، نیمکره شمالی را حدود 0.5 درجه سانتیگراد خنک کرد.

اسمیت محاسبه کرده است که SAI می تواند با استفاده از چند صد هواپیمای طراحی شده خاص انجام شود. او با دویدن مداوم، بر این باور است که چنین ناوگانی دمای زمین را در عرض یک سال 2 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. علاوه بر این، چنین برنامه‌ای آنقدر گران نخواهد بود و هزینه اجرای آن بین 7 تا 70 میلیارد دلار در سال (با قیمت‌های سال 2020) خواهد بود. او مدعی است که اندازه چنین عملیاتی قابل مدیریت است - با اشاره به اینکه بیش از 40 شرکت در ایالات متحده درآمدی بیش از 70 میلیارد دلار دارند. در واقع، او می‌گوید که یک برنامه SAI بسیار ارزان‌تر از هر روش دیگر مداخله در آب و هوا خواهد بود – هزینه‌ای حدود 5 دلار برای هر سر جمعیت جهان.

اسمیت می افزاید که برای اجرای چنین برنامه ای بیش از حد کافی پیش ساز دی اکسید گوگرد موجود است و اگرچه امروزه هواپیمای مناسبی نداریم، ایجاد ناوگان نباید یک مشکل تکنولوژیکی باشد.

بر خلاف دی اکسید کربن اتمسفر، انتظار می رود اسید سولفوریک حدود 18 ماه در جو دوام بیاورد. بنابراین، اسمیت استدلال می کند که اگر ما از اثرات SAI راضی نباشیم، می توانیم آنها را نسبتاً سریع متوقف کنیم.

اثرات جهانی نیاز به همکاری جهانی دارد

به گفته اسمیت بزرگترین چالش، مدیریت یک برنامه SAI است. او استدلال می‌کند که این باید یک ابتکار جهانی باشد و در حالت ایده‌آل، رضایت همه مردم روی کره زمین را داشته باشد. با این حال، به دلیل هزینه نسبتاً پایین، برای یک قدرت بزرگ این امکان وجود دارد که یک برنامه SAI را به صورت یکجانبه یا با کمک متحدان اجرا کند. این می تواند پیامدهای جهانی داشته باشد زیرا به محض پراکندگی، مواد SAI در بسیاری از نقاط جهان حرکت می کند، بنابراین اثرات آن نمی تواند به صورت محلی محدود شود - حداقل در درک فعلی ما.

در واقع، اسمیت اعتراف می کند که چیزهای زیادی در مورد SAI وجود دارد که ما نمی دانیم، و تا زمانی که در این زمینه کارهای بیشتری انجام ندهیم، تغییری نخواهد کرد. در همین حال، او معتقد است که ما باید SAI را به عنوان یک "خاموش کننده آتش" در نظر بگیریم که ممکن است مجبور شویم در آینده برای کاهش دما از آن استفاده کنیم.

وقتی برای اولین بار برداشتم جعبه ابزار پاندورا من انتظار داشتم که SAI و اسمیت در این مورد یک بررسی جامع داشته باشند - نوشتن با نثری دقیق، متفکرانه و گاه زمخت که خواندن آن آسان و لذت بخش است. چیزی که انتظارش را نداشتم کاوش در علم، اقتصاد، سیاست و روانشناسی تغییرات آب و هوایی بود. اسمیت این توضیح را برای توجیه نیاز به تحقیقات بیشتر در مورد SAI ارائه می کند. با این حال، روایتی که او درباره تهدید قریب الوقوع تغییرات اقلیمی و چالش های پرداختن به آن ارائه می کند، به تنهایی به عنوان مقدمه ای عالی برای مهم ترین مسئله پیش روی بشریت است.

• انتشارات دانشگاه کمبریج 2022 401pp 20hb پوند