Οι επιστήμονες επιδιορθώνουν τα σύννεφα για να σώσουν τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο

Ήταν ένα καταιγιστικό καλοκαίρι στην Αυστραλία και τα κοράλλια στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο παρουσιάζουν πρώιμα σημάδια άγχους. Οι αρχές που διαχειρίζονται το μεγαλύτερο σύστημα κοραλλιογενών υφάλων στον κόσμο αναμένουν άλλο ένα γεγονός λεύκανσης τις επόμενες εβδομάδες — αν συμβεί αυτό, θα είναι η έκτη φορά από τότε 1998 ότι η αύξηση της θερμοκρασίας του νερού έχει εξαφανίσει μεγάλα τμήματα κοραλλιών που κατοικούν αμέτρητα θαλάσσια πλάσματα.ζώο. Τρία από αυτά τα φαινόμενα λεύκανσης που κάνουν τα κοράλλια πιο ευαίσθητα σε ασθένειες και θάνατο έχουν συμβεί μόνο τα τελευταία έξι χρόνια. Όταν τα κοράλλια βιώνουν ακραία και παρατεταμένο θερμικό στρες, διώχνουν τα φύκια που ζουν στους ιστούς τους και γίνονται εντελώς λευκά. Αυτό θα μπορούσε να έχει καταστροφικές επιπτώσεις σε χιλιάδες είδη ψαριών, καβουριών και άλλων θαλάσσιων ειδών που βασίζονται στους κοραλλιογενείς υφάλους για καταφύγιο και τροφή. Για να επιβραδύνει τον ρυθμό των κοραλλιών λεύκανση που προκαλείται από την υπερθέρμανση των ωκεανών, ορισμένοι επιστήμονες αναζητούν μια λύση στον ουρανό. Συγκεκριμένα, κοιτάζουν το σύννεφο.
Τα σύννεφα φέρνουν κάτι περισσότερο από βροχή ή χιόνι. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα σύννεφα λειτουργούν σαν γιγάντιες ομπρέλες, αντανακλώντας μέρος του ηλιακού φωτός από τη Γη πίσω στο διάστημα. Τα θαλάσσια σύννεφα στρατοσωρεύσεως είναι ιδιαίτερα σημαντικά: βρίσκονται σε χαμηλά υψόμετρα, παχιά και καλύπτουν περίπου 20 τοις εκατό του τροπικού ωκεανού, ψύχοντας το νερό από κάτω. Γι' αυτό οι επιστήμονες διερευνούν εάν οι φυσικές τους ιδιότητες μπορούν να τροποποιηθούν για να μπλοκάρουν περισσότερο το ηλιακό φως. Στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο, ελπίζεται ότι θα παρασχεθεί κάποια αναγκαία ανακούφιση στις αποικίες κοραλλιών εν μέσω ολοένα και συχνότεροι καύσωνες. Υπάρχουν όμως και έργα που στοχεύουν στην παγκόσμια ψύξη που είναι πιο αμφιλεγόμενα.
Η ιδέα πίσω από την ιδέα είναι απλή: εκτοξεύστε μεγάλες ποσότητες αερολυμάτων στα σύννεφα πάνω από τον ωκεανό για να αυξήσετε την ανακλαστικότητά τους. Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι τα σωματίδια στα ίχνη ρύπανσης που αφήνουν τα πλοία, τα οποία μοιάζουν πολύ με μονοπάτια πίσω από αεροπλάνα, μπορούν να φωτίσουν τα υπάρχοντα σύννεφα. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτά τα σωματίδια δημιουργούν τους σπόρους για σταγονίδια σύννεφων.Όσο περισσότερα και μικρότερα είναι τα σταγονίδια του σύννεφου, τόσο πιο λευκή και καλύτερη είναι η ικανότητα του νέφους να αντανακλά το ηλιακό φως πριν χτυπήσει και θερμάνει τη Γη.
Φυσικά, η εκτόξευση αερολυμάτων ρύπων στα σύννεφα δεν είναι η κατάλληλη τεχνολογία για την επίλυση του προβλήματος της υπερθέρμανσης του πλανήτη.Ο αείμνηστος Βρετανός φυσικός John Latham είχε προτείνει το 1990 να χρησιμοποιηθούν αντ' αυτού κρύσταλλοι αλατιού από την εξάτμιση του θαλασσινού νερού. Η θάλασσα είναι άφθονη, ήπια και ιδιαίτερα δωρεάν.Ο συνάδελφός του Stephen Salter, ομότιμος καθηγητής μηχανικής και σχεδίου στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, πρότεινε στη συνέχεια την ανάπτυξη ενός στόλου περίπου 1.500 τηλεκατευθυνόμενων σκαφών που θα έπλεαν τους ωκεανούς, θα ρουφήξουν νερό και θα ψεκάσουν λεπτή ομίχλη στα σύννεφα για να φτιάξουν τα σύννεφα πιο φωτεινό. Καθώς οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου συνεχίζουν να αυξάνονται, το ενδιαφέρον για την ασυνήθιστη πρόταση των Latham και Salter αυξάνεται. Από το 2006, το ζευγάρι συνεργάζεται με περίπου 20 ειδικούς από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, το PARC και άλλα ιδρύματα ως μέρος του Oceanic Cloud Brightening Project (MCBP). Η ομάδα του έργου διερευνά τώρα εάν η σκόπιμη προσθήκη θαλασσινού αλατιού στα χαμηλά, χνουδωτά σύννεφα στρωμοσωρεύσεως πάνω από τον ωκεανό θα είχε μια επίδραση ψύξης στον πλανήτη.
Τα σύννεφα φαίνεται να είναι ιδιαίτερα επιρρεπή στο να φωτίζουν κατά μήκος της δυτικής ακτής της Βόρειας και Νότιας Αμερικής και της κεντρικής και νότιας Αφρικής, είπε η Sarah Doherty, επιστήμονας της ατμόσφαιρας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ που διαχειρίζεται το MCBP από το 2018. Σύννεφα Τα σταγονίδια νερού σχηματίζονται φυσικά στους ωκεανούς όταν η υγρασία συγκεντρώνεται γύρω από κόκκους αλατιού, αλλά η προσθήκη λίγου αλατιού σε αυτούς μπορεί να αυξήσει την ανακλαστική δύναμη των νεφών. Αν φωτίσει το μεγάλο σύννεφο πάνω από αυτές τις κατάλληλες περιοχές κατά 5% θα μπορούσε να δροσίσει μεγάλο μέρος του κόσμου, είπε ο Doherty. Τουλάχιστον αυτό είναι Οι προσομοιώσεις σε υπολογιστή προτείνουν."Οι μελέτες πεδίου μας για την εκτόξευση σωματιδίων θαλάσσιου αλατιού στα σύννεφα σε πολύ μικρή κλίμακα θα βοηθήσουν στην απόκτηση βαθύτερης κατανόησης των βασικών φυσικών διαδικασιών που μπορούν να οδηγήσουν σε βελτιωμένα μοντέλα", είπε. Πειράματα μικρής κλίμακας της πρωτότυπης συσκευής είχαν προγραμματιστεί να ξεκινήσουν το 2016 σε μια τοποθεσία κοντά στο Monterey Bay της Καλιφόρνια, αλλά έχουν καθυστερήσει λόγω έλλειψης χρηματοδότησης και αντίθεσης του κοινού στις πιθανές περιβαλλοντικές επιπτώσεις του πειράματος.
"Δεν δοκιμάζουμε απευθείας τη φωτεινότητα των νέφους των ωκεανών οποιασδήποτε κλίμακας που επηρεάζει το κλίμα", είπε ο Doherty.Ωστόσο, οι επικριτές, συμπεριλαμβανομένων περιβαλλοντικών ομάδων και ομάδων υπεράσπισης όπως η Πρωτοβουλία Διακυβέρνησης Κλίματος του Carnegie, ανησυχούν ότι ακόμη και ένα μικρό πείραμα θα μπορούσε να επηρεάσει ακούσια την παγκόσμια Το κλίμα λόγω της πολύπλοκης φύσης του.» Η ιδέα ότι μπορείτε να το κάνετε αυτό σε περιφερειακή κλίμακα και σε πολύ περιορισμένη κλίμακα είναι σχεδόν πλάνη, επειδή η ατμόσφαιρα και ο ωκεανός εισάγουν θερμότητα από αλλού», δήλωσε ο Ray Pierre Humbert, καθηγητής φυσική στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.Υπάρχουν επίσης τεχνικές προκλήσεις. Η ανάπτυξη ενός ψεκαστήρα που μπορεί να φωτίζει αξιόπιστα τα σύννεφα δεν είναι εύκολη υπόθεση, καθώς το θαλασσινό νερό τείνει να φράζει καθώς συσσωρεύεται αλάτι. Για να αντιμετωπίσει αυτήν την πρόκληση, η MCBP ζήτησε τη βοήθεια του Armand Neukermans, εφευρέτης του αρχικού εκτυπωτή inkjet, ο οποίος εργάστηκε στη Hewlett-Packard και στη Xerox μέχρι τη συνταξιοδότησή του. Με την οικονομική υποστήριξη του Bill Gates και άλλων βετεράνων της βιομηχανίας της τεχνολογίας, η Neukmans σχεδιάζει τώρα ακροφύσια που μπορούν να εκτοξεύσουν σταγονίδια αλμυρού νερού του σωστού μεγέθους (120 έως 400 νανόμετρα σε διάμετρο) στην ατμόσφαιρα.
Καθώς η ομάδα MCBP προετοιμάζεται για υπαίθριες δοκιμές, μια ομάδα Αυστραλών επιστημόνων τροποποίησε ένα πρώιμο πρωτότυπο του ακροφυσίου MCBP και το δοκίμασε πάνω από τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο. Η Αυστραλία έχει υποστεί θέρμανση 1,4°C από το 1910, υπερβαίνοντας τον παγκόσμιο μέσο όρο των 1,1° Γ, και ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος έχει χάσει περισσότερα από τα μισά κοράλλια του λόγω της υπερθέρμανσης των ωκεανών.
Η φωτεινότητα των νεφών μπορεί να προσφέρει κάποια υποστήριξη στους υφάλους και τους κατοίκους τους. Για να επιτευχθεί αυτό, ο μηχανικός ωκεανογράφος του Southern Cross University Daniel Harrison και η ομάδα του τοποθέτησαν ένα ερευνητικό σκάφος με στρόβιλους για την άντληση νερού από τον ωκεανό. Παρόμοια με ένα κανόνι χιονιού, η τουρμπίνα εξάγει νερό και εκτοξεύει τρισεκατομμύρια μικροσκοπικά σταγονίδια στον αέρα μέσω των 320 ακροφυσίων του. Τα σταγονίδια στεγνώνουν στον αέρα, αφήνοντας πίσω τους αλμυρή άλμη, η οποία θεωρητικά αναμειγνύεται με χαμηλού επιπέδου σύννεφα στρωματοσώρευσης.
Τα πειράματα απόδειξης της ιδέας της ομάδας τον Μάρτιο του 2020 και του 2021 - όταν τα κοράλλια κινδυνεύουν περισσότερο από λεύκανση στο τέλος του καλοκαιριού της Αυστραλίας - ήταν πολύ μικρά για να αλλάξουν σημαντικά την κάλυψη των νεφών. Παρόλα αυτά, ο Χάρισον εξεπλάγη από την ταχύτητα με την οποία αλμυρός καπνός παρέσυρε στον ουρανό. Η ομάδα του πέταξε drones εξοπλισμένα με όργανα lidar ύψους έως και 500 μέτρων για να χαρτογραφήσει την κίνηση του λοφίου. Φέτος, ένα αεροπλάνο θα καλύψει τα υπόλοιπα λίγα μέτρα για να αξιολογήσει οποιαδήποτε αντίδραση σε σύννεφα άνω των 500 μέτρων.
Η ομάδα θα χρησιμοποιήσει επίσης δειγματολήπτες αέρα σε ένα δεύτερο ερευνητικό σκάφος και μετεωρολογικούς σταθμούς σε κοραλλιογενείς υφάλους και στην ξηρά για να μελετήσει πώς τα σωματίδια και τα σύννεφα αναμειγνύονται φυσικά για να βελτιώσουν τα μοντέλα τους.» Στη συνέχεια, μπορούμε να αρχίσουμε να εξετάζουμε τον τρόπο φωτεινότητας των νεφών, εάν γίνει σε μεγαλύτερη κλίμακα , μπορεί να επηρεάσει τον ωκεανό με επιθυμητούς και απροσδόκητους τρόπους», είπε ο Χάρισον.
Σύμφωνα με τη μοντελοποίηση που έκανε η ομάδα του Χάρισον, η μείωση του φωτός πάνω από τον ύφαλο κατά περίπου 6% θα μείωνε τη θερμοκρασία των υφάλων στο μεσαίο ράφι του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Ύφαλου κατά 0,6°C. Η κλιμάκωση της τεχνολογίας για την κάλυψη όλων ύφαλοι - ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος αποτελείται από περισσότερους από 2.900 μεμονωμένους ύφαλους που εκτείνονται σε 2.300 χιλιόμετρα - θα είναι μια υλικοτεχνική πρόκληση, είπε ο Χάρισον, καθώς θα απαιτούσε περίπου 800 σταθμούς ψεκασμού για να λειτουργήσουν για μήνες πριν από τα αναμενόμενα υψηλά κύματα. Ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος είναι τόσο μεγάλο που μπορεί να φανεί από το διάστημα, αλλά καλύπτει μόνο το 0,07% της επιφάνειας της Γης. Ο Χάρισον αναγνώρισε ότι υπάρχουν πιθανοί κίνδυνοι σε αυτή τη νέα προσέγγιση που πρέπει να γίνει καλύτερα κατανοητός. Η φωτεινότητα των νεφών, η οποία μπορεί να διαταράξει τα σύννεφα ή να αλλάξει τοπικά τα μοτίβα καιρού και βροχοπτώσεων, είναι επίσης μια σημαντική ανησυχία για τη σπορά των νεφών. Είναι μια τεχνική που περιλαμβάνει αεροπλάνα ή drones που προσθέτουν ηλεκτρικά φορτία ή χημικές ουσίες όπως ιωδιούχο ασήμι στα σύννεφα για να παράγουν βροχή. Τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και η Κίνα έχουν πειραματιστεί με την τεχνολογία για την αντιμετώπιση της θερμότητας ή ατμοσφαιρική ρύπανση.Όμως τέτοια μέτρα είναι εξαιρετικά αμφιλεγόμενα – πολλοί τα θεωρούν πολύ επικίνδυνα. Η σπορά και η λάμψη των νεφών είναι μεταξύ των επονομαζόμενων παρεμβάσεων «γεωμηχανικής». Οι επικριτές λένε ότι είναι πολύ επικίνδυνο ή αποσπά την προσοχή από τη μείωση των εκπομπών.
Το 2015, ο φυσικός Pierrehumbert συνέγραψε μια έκθεση του Εθνικού Ερευνητικού Συμβουλίου για την παρέμβαση στο κλίμα, προειδοποιώντας για πολιτικά ζητήματα και ζητήματα διακυβέρνησης.Όμως μια νέα έκθεση από την ακαδημία, που κυκλοφόρησε τον Μάρτιο του 2021, έλαβε μια πιο υποστηρικτική θέση για τη γεωμηχανική και συνέστησε στην κυβέρνηση των ΗΠΑ επένδυσε 200 εκατομμύρια δολάρια στην έρευνα. Ο Pierrehumbert καλωσόρισε την έρευνα για τη λάμψη των νέφους των ωκεανών, αλλά βρήκε προβλήματα με τον εξοπλισμό ψεκασμού που αναπτύχθηκε ως μέρος ενός εν εξελίξει ερευνητικού έργου. Η τεχνολογία θα μπορούσε να ξεφύγει, είπε.» Οι επιστήμονες που λένε ότι δεν είναι υποκατάστατο των εκπομπών έλεγχο, δεν πρόκειται να είναι αυτοί που θα παίρνουν τις αποφάσεις».Η αυστραλιανή κυβέρνηση επικρίθηκε έντονα για αδράνεια για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης και την εξάρτησή της από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με καύση άνθρακα, βλέπει τα σύννεφα των ωκεανών να λαμπρύνουν τη δυνατότητα. Τον Απρίλιο του 2020, ξεκίνησε ένα πρόγραμμα 300 εκατομμυρίων δολαρίων για την αποκατάσταση του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Υφάλου τον Απρίλιο του 2020 – αυτή η χρηματοδότηση έχει χρηματοδοτηθεί έρευνα, ανάπτυξη τεχνολογίας και δοκιμές περισσότερων από 30 παρεμβάσεων, συμπεριλαμβανομένης της λάμψης των νεφών των ωκεανών. Αν και τα τεράστια επενδυτικά μέτρα όπως το Yun Zengliang εξακολουθούν να είναι αμφιλεγόμενα. Οι περιβαλλοντικές ομάδες υποστηρίζουν ότι αυτό θα μπορούσε να δημιουργήσει οικολογικούς κινδύνους και να αποσπάσει την προσοχή από τις προσπάθειες περιορισμού των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Αλλά ακόμα κι αν η φωτεινότητα των νεφών αποδειχθεί αποτελεσματική, ο Χάρισον δεν πιστεύει ότι θα είναι μια μακροπρόθεσμη λύση για τη διάσωση του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Ύφαλου». Τα αποτελέσματα οποιασδήποτε λάμψης θα ξεπεραστούν σύντομα. Αντίθετα, ο Harrison υποστηρίζει, ο στόχος είναι να κερδίσουμε χρόνο ενώ οι χώρες μειώνουν τις εκπομπές τους.» Είναι πολύ αργά για να ελπίζουμε ότι μπορούμε γρήγορα να μειώσουμε τις εκπομπές για να σώσουμε τους κοραλλιογενείς υφάλους χωρίς καμία παρέμβαση.
Η επίτευξη καθαρών μηδενικών εκπομπών έως το 2050 θα απαιτήσει καινοτόμες λύσεις σε παγκόσμια κλίμακα. Σε αυτή τη σειρά, το Wired, σε συνεργασία με την πρωτοβουλία Rolex Forever Planet, τονίζει άτομα και κοινότητες που εργάζονται για την επίλυση ορισμένων από τις πιο πιεστικές περιβαλλοντικές προκλήσεις μας. συνεργασία με τη Rolex, αλλά όλο το περιεχόμενο είναι εκδοτικά ανεξάρτητο.μάθετε περισσότερα.