DIY dalam skala planet

Dari penanaman hutan dalam skala kontinental hingga induksi curah hujan buatan, para ilmuwan telah mulai mengusulkan, menguji, dan dalam beberapa kasus menerapkan proyek geoengineering skala besar untuk mengubah planet secara radikal (1). Proyek-proyek ini dirancang untuk memecahkan masalah global seperti penggurunan, kekeringan atau kelebihan karbon dioksida di atmosfer, tetapi sangat bermasalah dalam dirinya sendiri.

Ide fantastis terbaru untuk membalikkan efek pemanasan global mengusir planet kita ke orbit yang lebih jauh dari Matahari. Dalam film fiksi ilmiah Tiongkok yang baru-baru ini dirilis, The Wandering Earth, umat manusia mengubah orbit Bumi dengan pendorong besar untuk menghindari ekspansi (2).

Apakah sesuatu yang serupa mungkin? Para ahli terlibat dalam perhitungan, yang hasilnya agak mengkhawatirkan. Jika, misalnya, mesin roket SpaceX Falcon Heavy digunakan, dibutuhkan 300 miliar "peluncuran" kekuatan penuh untuk membawa Bumi ke orbit Mars, sementara sebagian besar materi Bumi akan digunakan untuk konstruksi dan tenaga. Ini. Sedikit lebih efisien akan menjadi mesin ion ditempatkan di orbit sekitar Bumi dan entah bagaimana melekat pada planet - itu seharusnya akan menggunakan 13% dari massa Bumi untuk mentransfer sisa 87% ke orbit lebih lanjut. Jadi mungkin? Diameternya pasti hampir dua puluh kali diameter Bumi, dan perjalanan ke orbit Mars masih akan memakan waktu ... satu miliar tahun.

2. Bingkai dari film "The Wandering Earth"

Oleh karena itu, tampaknya proyek "mendorong" Bumi ke orbit yang lebih dingin harus ditunda tanpa batas waktu di masa depan. Sebaliknya, salah satu proyek yang sudah berjalan di lebih dari satu lokasi, pembangunan penghalang hijau pada permukaan besar planet ini. Mereka terdiri dari vegetasi asli dan ditanam di pinggiran gurun untuk menghentikan penggurunan lebih lanjut. Dua tembok terbesar yang dikenal dengan nama Inggris mereka di Cina, yang sejauh 4500 km berusaha menahan penyebaran Gurun Gobi, dan tembok hijau besar di Afrika (3), hingga 8 km di perbatasan Sahara.

3. Penahanan Sahara di Afrika

Namun, bahkan perkiraan paling optimis pun menunjukkan bahwa kita akan membutuhkan setidaknya satu miliar hektar hutan tambahan untuk menahan efek pemanasan global dengan menetralkan jumlah CO2 yang dibutuhkan. Ini adalah area seukuran Kanada.

Menurut para ilmuwan dari Institut Penelitian Iklim Potsdam, penanaman pohon juga memiliki dampak terbatas pada iklim dan menimbulkan ketidakpastian tentang apakah itu efektif atau tidak. Penggemar geoengineering mencari cara yang lebih radikal.

Menghalangi matahari dengan abu-abu

Teknik yang diusulkan bertahun-tahun yang lalu penyemprotan senyawa asam ke atmosfer, juga dikenal sebagai SRM (manajemen radiasi matahari) adalah reproduksi dari kondisi yang terjadi selama letusan gunung berapi besar yang melepaskan zat-zat ini ke stratosfer (4). Hal ini berkontribusi, antara lain, pada pembentukan awan dan pengurangan radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi. Para ilmuwan telah membuktikan, misalnya, bahwa dia hebat Pinatubo di Filipina, pada tahun 1991 menyebabkan penurunan suhu di seluruh dunia sekitar 0,5°C selama setidaknya dua tahun.

4. Efek aerosol belerang

Faktanya, industri kita, yang telah mengeluarkan sejumlah besar sulfur dioksida sebagai polutan selama beberapa dekade, telah lama berkontribusi dalam mengurangi transmisi sinar matahari. diperkirakan bahwa polutan ini dalam keseimbangan panas memberikan sekitar 0,4 watt "pencerahan" untuk Bumi per meter persegi. Namun, polusi yang kita hasilkan dengan karbon dioksida dan asam sulfat tidak permanen.

Zat-zat ini tidak naik ke stratosfer, di mana mereka dapat membentuk lapisan anti-surya permanen. Para peneliti memperkirakan bahwa untuk menyeimbangkan efek konsentrasi di atmosfer bumi, setidaknya 5 juta ton atau lebih harus dipompa ke stratosfer.₂ dan zat lainnya. Pendukung metode ini, seperti Justin McClellan dari Aurora Flight Sciences di Massachusetts, memperkirakan bahwa biaya operasi semacam itu akan menjadi sekitar $ 10 miliar per tahun - jumlah yang cukup besar, tetapi tidak cukup untuk menghancurkan umat manusia selamanya.

Sayangnya, metode belerang memiliki kelemahan lain. Pendinginan bekerja dengan baik di daerah yang lebih hangat. Di wilayah kutub - hampir tidak ada. Jadi, seperti yang bisa Anda duga, proses pencairan es dan naiknya permukaan laut tidak dapat dihentikan dengan cara ini, dan masalah kerugian akibat banjir di dataran rendah pesisir akan tetap menjadi ancaman nyata.

Baru-baru ini, para ilmuwan dari Harvard melakukan percobaan untuk memperkenalkan jejak aerosol pada ketinggian sekitar 20 km - tidak cukup untuk memiliki dampak signifikan pada stratosfer Bumi. Mereka (SCoPEx) dilakukan dengan balon. Aerosol mengandung wi. sulfat, yang menciptakan kabut yang memantulkan sinar matahari. Ini adalah salah satu dari banyak proyek geoengineering skala terbatas yang sedang dilakukan di planet kita dalam jumlah yang mengejutkan.

Payung luar angkasa dan peningkatan albedo Bumi

Di antara proyek-proyek lain dari jenis ini, idenya menarik perhatian peluncuran payung raksasa ke luar angkasa. Ini akan membatasi jumlah radiasi matahari yang mencapai Bumi. Ide ini telah ada selama beberapa dekade, tetapi sekarang dalam tahap pengembangan kreatif.

Sebuah artikel yang diterbitkan pada tahun 2018 di jurnal Aerospace Technology and Management menjelaskan proyek tersebut, yang penulis beri nama. Sesuai dengan itu, direncanakan untuk menempatkan pita serat karbon lebar tipis di titik Lagrange, yang merupakan titik yang relatif stabil dalam sistem kompleks interaksi gravitasi antara Bumi, Bulan, dan Matahari. Daunnya hanya menghalangi sebagian kecil radiasi matahari, tetapi itu bisa cukup untuk membawa suhu global di bawah batas 1,5°C yang ditetapkan oleh Panel Iklim Internasional.

Mereka menyajikan ide yang agak mirip cermin ruang besar. Mereka diusulkan pada awal tanggal 1 oleh astrofisikawan Lowell Wood dari Lawrence Livermore National Laboratory di California. Agar konsep tersebut efektif, pantulan harus jatuh pada setidaknya 1,6% sinar matahari, dan cermin harus memiliki luas XNUMX juta km².².

Yang lain ingin menghalangi matahari dengan merangsang dan karena itu menerapkan proses yang dikenal sebagai penyemaian awan. "Benih" diperlukan untuk menghasilkan tetesan. Secara alami, tetesan air terbentuk di sekitar partikel debu, serbuk sari, garam laut, dan bahkan bakteri. Diketahui bahwa bahan kimia seperti perak iodida atau es kering juga dapat digunakan untuk ini. Ini dapat terjadi dengan metode yang sudah dikenal dan digunakan. mencerahkan dan memutihkan awan, diusulkan oleh fisikawan John Latham pada tahun 1990. Proyek Petir Awan Laut di Universitas Washington di Seattle mengusulkan untuk mencapai efek pemutihan dengan menyemprotkan air laut ke awan di atas lautan.

Proposal penting lainnya peningkatan albedo bumi (yaitu, rasio radiasi yang dipantulkan terhadap radiasi yang datang) juga berlaku untuk mengecat rumah dengan warna putih, menanam tanaman yang cerah, dan bahkan mungkin meletakkan lembaran reflektif di padang pasir.

Kami baru-baru ini menjelaskan teknik penyerapan yang merupakan bagian dari gudang geoengineering di MT. Mereka umumnya tidak dalam lingkup global, meskipun jika jumlahnya meningkat, konsekuensinya bisa menjadi global. Namun, pencarian sedang dilakukan untuk metode yang pantas disebut geoengineering. penghapusan CO₂ dari atmosfer mungkin, menurut beberapa, melewati menyemai lautanyang, bagaimanapun, adalah salah satu penyerap karbon utama di planet kita, yang bertanggung jawab untuk mengurangi sekitar 30% CO₂. Idenya adalah untuk meningkatkan efisiensi mereka.

Dua cara terpenting adalah menyuburkan laut dengan zat besi dan kalsium. Ini merangsang pertumbuhan fitoplankton, yang menyedot karbon dioksida dari atmosfer dan membantu menyimpannya di dasar. Penambahan senyawa kalsium akan menyebabkan reaksi dengan CO.₂ sudah larut di lautan dan pembentukan ion bikarbonat, sehingga mengurangi keasaman lautan dan membuatnya mudah menyerap lebih banyak CO₂.

Ide dari Exxon Stables

Sponsor terbesar penelitian geoengineering adalah The Heartland Institute, Hoover Institution, dan American Enterprise Institute, yang semuanya bekerja untuk industri minyak dan gas. Oleh karena itu, konsep geoengineering sering dikritik oleh para pendukung pengurangan karbon yang menurut mereka mengalihkan perhatian dari esensi masalah. Di samping itu penerapan geoengineering tanpa mengurangi emisi membuat umat manusia bergantung pada metode ini tanpa menyelesaikan masalah yang sebenarnya.

Perusahaan minyak ExxonMobil telah dikenal dengan proyek globalnya yang berani sejak tahun 90-an. Selain menyuburkan lautan dengan besi dan membangun perlindungan matahari senilai $10 triliun di luar angkasa, dia juga mengusulkan pemutihan permukaan laut dengan menerapkan lapisan cerah, busa, platform terapung, atau "pantulan" lainnya ke permukaan air. Pilihan lain adalah dengan menarik gunung es Arktik ke garis lintang yang lebih rendah sehingga putihnya es akan memantulkan sinar matahari. Tentu saja, bahaya peningkatan polusi laut yang sangat besar segera dicatat, belum lagi biaya yang sangat besar.

Para ahli Exxon juga mengusulkan penggunaan pompa besar untuk memindahkan air dari bawah es laut Antartika dan kemudian menyemprotkannya ke atmosfer untuk disimpan sebagai salju atau partikel es di lapisan es Antartika Timur. Pendukung mengklaim bahwa jika tiga triliun ton per tahun dipompa dengan cara ini, maka akan ada 0,3 meter lebih banyak salju di lapisan es, namun, karena biaya energi yang besar, proyek ini tidak lagi disebutkan.

Ide lain dari Exxon stables adalah balon aluminium berisi helium film tipis di stratosfer, ditempatkan hingga 100 km di atas permukaan bumi untuk menyebarkan sinar matahari. Ini juga telah diusulkan untuk mempercepat sirkulasi air di lautan dunia dengan mengatur salinitas beberapa wilayah utama, seperti Atlantik Utara. Agar perairan menjadi lebih asin, antara lain dipertimbangkan pelestarian lapisan es Greenland, yang akan mencegah pencairannya yang cepat. Namun, efek samping dari pendinginan Atlantik Utara adalah mendinginkan Eropa, membuat manusia lebih sulit untuk bertahan hidup. Sedikit.

Data yang disediakan Pemantau Geoengineering - proyek bersama Biofuelwatch, ETC Group dan Heinrich Boell Foundation - menunjukkan bahwa cukup banyak proyek geoengineering telah dilaksanakan di seluruh dunia (5). Peta menunjukkan aktif, selesai dan ditinggalkan. Tampaknya masih belum ada manajemen internasional yang terkoordinasi untuk kegiatan ini. Jadi ini bukan geoengineering global. Lebih seperti perangkat keras.

5. Peta proyek geoengineering menurut situs map.geoengineeringmonitor.org

Sebagian besar proyek, lebih dari 190, telah dilaksanakan. penyerapan karbon, yaitu penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS), dan sekitar 80 - penangkapan, penggunaan, dan penyimpanan karbon (, KUSS). Ada 35 proyek pemupukan laut dan lebih dari 20 proyek injeksi aerosol stratosfer (SAI). Dalam daftar Geoengineering Monitor, kami juga menemukan beberapa aktivitas terkait cloud. Jumlah proyek terbesar dibuat untuk modifikasi cuaca. Data menunjukkan bahwa ada 222 peristiwa yang terkait dengan peningkatan curah hujan dan 71 peristiwa yang terkait dengan penurunan curah hujan.

Ulama terus berdebat

Sepanjang waktu, antusiasme para penggagas perkembangan fenomena iklim, atmosfer, dan lautan dalam skala global menimbulkan pertanyaan: apakah kita benar-benar cukup tahu untuk mengabdikan diri pada geoengineering tanpa rasa takut? Bagaimana jika, misalnya, penyemaian awan skala besar mengubah aliran air dan menunda musim hujan di Asia Tenggara? Bagaimana dengan tanaman padi? Bagaimana jika, misalnya, membuang berton-ton besi ke laut menghapus populasi ikan di sepanjang pantai Chili?

di laut, pertama kali diterapkan di lepas pantai British Columbia di Amerika Utara pada tahun 2012, dengan cepat menjadi bumerang dengan mekarnya alga besar-besaran. Sebelumnya pada tahun 2008, 191 negara PBB menyetujui larangan pemupukan laut karena takut akan efek samping yang tidak diketahui, kemungkinan modifikasi rantai makanan, atau terciptanya area dengan oksigen rendah di badan air. Pada Oktober 2018, lebih dari seratus LSM mencela geoengineering sebagai "berbahaya, tidak perlu, dan tidak adil".

Seperti halnya dengan perawatan medis dan banyak obat-obatan, geoengineering memprovokasi efek sampingyang, pada gilirannya, akan membutuhkan langkah-langkah terpisah untuk mencegahnya. Seperti yang ditunjukkan Brad Plumer di Washington Post, begitu proyek geoengineering dimulai, mereka sulit dihentikan. Ketika, misalnya, kita berhenti menyemprotkan partikel reflektif ke atmosfer, Bumi akan mulai memanas dengan sangat cepat. Dan yang tiba-tiba jauh lebih buruk daripada yang lambat.

Sebuah studi baru-baru ini yang diterbitkan dalam Journal of Geosciences memperjelas hal ini. Penulisnya menggunakan sebelas model iklim untuk pertama kalinya untuk memprediksi apa yang mungkin terjadi jika dunia menerapkan geoengineering surya untuk mengimbangi satu persen peningkatan emisi karbon dioksida global setiap tahun. Kabar baiknya adalah model ini dapat menstabilkan suhu global, tetapi sepertinya jika geoengineering dihentikan setelah tercapai, akan ada lonjakan suhu yang dahsyat.

Para ahli juga khawatir bahwa proyek geoengineering yang paling populer - memompa sulfur dioksida ke atmosfer - dapat membahayakan beberapa daerah. Pendukung tindakan semacam itu menentang. Sebuah studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature Climate Change pada Maret 2019 meyakinkan bahwa efek negatif dari proyek semacam itu akan sangat terbatas. Rekan penulis studi ini, prof. David Keith dari Harvard, seorang sarjana teknik dan kebijakan publik, mengatakan para ilmuwan seharusnya tidak hanya menyentuh geoengineering, terutama solar.

- - Dia berkata. -

Makalah Keith telah dikritik oleh mereka yang takut bahwa para ilmuwan melebih-lebihkan teknologi yang ada dan bahwa optimisme mereka tentang metode geoengineering dapat mencegah masyarakat melakukan upaya untuk mengurangi emisi gas rumah kaca.

Ada banyak penelitian yang menunjukkan betapa frustasinya penerapan geoengineering. Pada tahun 1991, 20 megaton belerang dioksida dilepaskan ke atmosfer tinggi, dan seluruh planet ditutupi dengan lapisan sulfat, yang memantulkan sejumlah besar cahaya tampak. Bumi telah mendingin sekitar setengah derajat Celcius. Tapi setelah beberapa tahun, sulfat jatuh dari atmosfer, dan perubahan iklim kembali ke pola lama yang meresahkan.

Menariknya, di dunia pasca-Pinatubo yang tenang dan lebih sejuk, tanaman tampaknya tumbuh dengan baik. Terutama hutan. Satu studi menemukan bahwa pada hari-hari cerah pada tahun 1992, fotosintesis di hutan Massachusetts meningkat 23% dibandingkan sebelum letusan. Ini mengkonfirmasi hipotesis bahwa geoengineering tidak mengancam pertanian. Namun, studi yang lebih rinci menunjukkan bahwa setelah letusan gunung berapi, tanaman jagung global turun 9,3%, dan gandum, kedelai, dan beras turun 4,8%.

Dan ini harus mendinginkan pendukung pendinginan global dunia.