يقوم العلماء بترقيع الغيوم لإنقاذ الحاجز المرجاني العظيم

لقد كان صيفًا شديد الحرارة في أستراليا ، وتظهر الشعاب المرجانية على الحاجز المرجاني العظيم علامات الإجهاد المبكرة ، وتتوقع السلطات التي تدير أكبر نظام للشعاب المرجانية في العالم حدوث تبيض آخر في الأسابيع المقبلة - إذا حدث ذلك ، فستكون هذه هي المرة السادسة منذ ذلك الحين. عام 1998 ، أدى ارتفاع درجات حرارة المياه إلى القضاء على مساحات شاسعة من الشعاب المرجانية التي تعيش في عدد لا يحصى من الكائنات البحرية والحيوانية ، وقد حدثت ثلاثة من هذه الأحداث التي تجعل الشعاب المرجانية أكثر عرضة للأمراض والموت في السنوات الست الماضية وحدها. يؤدي الإجهاد الحراري المطول إلى طرد الطحالب التي تعيش في أنسجتها وتتحول إلى اللون الأبيض تمامًا ، وقد يكون لهذا آثار مدمرة على آلاف أنواع الأسماك وسرطان البحر والأنواع البحرية الأخرى التي تعتمد على الشعاب المرجانية في المأوى والغذاء. التبييض الناجم عن ارتفاع درجة حرارة المحيطات ، يتطلع بعض العلماء إلى السماء بحثًا عن حل ، وعلى وجه التحديد ، ينظرون إلى السحابة.
تجلب الغيوم أكثر من مجرد هطول أمطار أو ثلوج ، فأثناء النهار ، تعمل الغيوم مثل المظلات العملاقة ، حيث تعكس بعض ضوء الشمس من الأرض إلى الفضاء مرة أخرى ، وتعتبر السحب الركامية البحرية مهمة بشكل خاص: فهي تقع على ارتفاعات منخفضة وسميكة وتغطي حوالي 20 في المائة من المحيط الاستوائي ، مما يؤدي إلى تبريد المياه أدناه ، ولهذا السبب يستكشف العلماء ما إذا كان يمكن تغيير خصائصها الفيزيائية لحجب المزيد من ضوء الشمس ، وفي الحاجز المرجاني العظيم ، من المأمول أن يتم توفير بعض الإغاثة التي تشتد الحاجة إليها للمستعمرات المرجانية وسط موجات الحر المتكررة بشكل متزايد ، ولكن هناك أيضًا مشاريع تهدف إلى التبريد العالمي والتي هي أكثر إثارة للجدل.
الفكرة وراء هذا المفهوم بسيطة: إطلاق كميات كبيرة من الهباء الجوي في الغيوم فوق المحيط لزيادة انعكاسها ، وقد عرف العلماء لعقود من الزمان أن الجزيئات في مسارات التلوث التي تتركها السفن ، والتي تشبه إلى حد كبير المسارات خلف الطائرات ، يمكن أن تضيء الموجودة. الغيوم ، وذلك لأن هذه الجسيمات تخلق البذور لقطرات السحب.كلما زادت قطرات السحابة وأصغرها ، زادت بياضًا وأفضل قدرة السحابة على عكس ضوء الشمس قبل أن تضرب الأرض وتسخنها.
بالطبع ، إطلاق رذاذ من الملوثات على الغيوم ليس هو التكنولوجيا الصحيحة لحل مشكلة الاحتباس الحراري ، فقد اقترح الفيزيائي البريطاني الراحل جون لاثام في عام 1990 استخدام بلورات الملح من مياه البحر المتبخرة بدلاً من ذلك ، فالبحر وفير ومعتدل وخاصة ثم اقترح زميله ستيفن سالتر ، الأستاذ الفخري للهندسة والتصميم في جامعة إدنبرة ، نشر أسطول من حوالي 1500 قارب يتم التحكم فيه عن بعد من شأنه أن يبحر في المحيطات ويمتص الماء ويرش ضبابًا ناعمًا في الغيوم لتكوين الغيوم. أكثر إشراقًا مع استمرار ارتفاع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، كذلك يزداد الاهتمام باقتراح لاثام وسالتر غير المعتاد ، فمنذ عام 2006 ، يتعاون الزوجان مع حوالي 20 خبيرًا من جامعة واشنطن و PARC ومؤسسات أخرى كجزء من مشروع Oceanic Cloud Brightening Project (MCBP). يدرس فريق المشروع الآن ما إذا كان إضافة ملح البحر عمدًا إلى السحب المنخفضة والطبقة الرقيقة فوق المحيط سيكون له تأثير تبريد على الكوكب.
قالت سارة دوهرتي ، عالمة الغلاف الجوي في جامعة واشنطن في سياتل ، والتي أدارت MCBP منذ عام 2018 ، إن الغيوم معرضة بشكل خاص للسطوع على طول الساحل الغربي لأمريكا الشمالية والجنوبية ووسط وجنوب إفريقيا. على المحيطات عندما تتجمع الرطوبة حول حبيبات الملح ، لكن إضافة القليل من الملح إليها يمكن أن يزيد من القوة العاكسة للسحب ، وقال دوهرتي إن تفتيح الغطاء السحابي الكبير فوق هذه المناطق المناسبة بنسبة 5٪ يمكن أن يبرد معظم أنحاء العالم. تقترح عمليات المحاكاة الحاسوبية. "ستساعد دراساتنا الميدانية لنفث جزيئات ملح البحر في السحب على نطاق صغير جدًا على اكتساب فهم أعمق للعمليات الفيزيائية الرئيسية التي يمكن أن تؤدي إلى نماذج محسنة" ، كما قالت. كان من المقرر أن تبدأ في عام 2016 في موقع بالقرب من خليج مونتيري ، كاليفورنيا ، لكنها تأخرت بسبب نقص التمويل والمعارضة العامة للتأثير البيئي المحتمل للتجربة.
قال دوهرتي: "نحن لا نختبر بشكل مباشر سطوع سحابة المحيطات من أي نطاق يؤثر على المناخ." ومع ذلك ، فإن النقاد ، بما في ذلك المجموعات البيئية ومجموعات المناصرة مثل مبادرة كارنيجي لإدارة المناخ ، قلقون من أنه حتى تجربة صغيرة يمكن أن تؤثر عن غير قصد على العالم. المناخ بسبب طبيعته المعقدة ". قال راي بيير هامبرت ، أستاذ الفيزياء في جامعة أكسفورد ، وهناك أيضًا تحديات تقنية ، إن تطوير بخاخ يمكنه تفتيح الغيوم بشكل موثوق به ليس بالمهمة السهلة ، حيث تميل مياه البحر إلى الانسداد مع تراكم الملح ، ولمواجهة هذا التحدي ، استعان MCBP بمساعدة Armand Neukermans ، مخترع الطابعة النافثة للحبر الأصلية ، والذي عمل في Hewlett-Packard و Xerox حتى تقاعده ، وبدعم مالي من بيل جيتس وغيره من قدامى خبراء صناعة التكنولوجيا ، يصمم Neukmans الآن فوهات يمكنها تفجير قطرات المياه المالحة بالحجم المناسب (120 إلى 400 نانومتر) في القطر) في الغلاف الجوي.
بينما يستعد فريق MCBP للاختبار في الهواء الطلق ، قام فريق من العلماء الأستراليين بتعديل نموذج أولي مبكر لفوهة MCBP واختبرها فوق الحاجز المرجاني العظيم ، حيث شهدت أستراليا ارتفاعًا بنسبة 1.4 درجة مئوية منذ عام 1910 ، متجاوزًا المتوسط ​​العالمي البالغ 1.1 درجة ج ، وفقد الحاجز المرجاني العظيم أكثر من نصف شعبه المرجانية بسبب ارتفاع درجة حرارة المحيط.
يمكن أن يوفر سطوع السحب بعض الدعم للشعاب المرجانية وسكانها ، ولتحقيق ذلك ، قام عالم المحيطات الهندسي في جامعة ساوثرن كروس ، دانييل هاريسون وفريقه ، بتركيب سفينة بحثية مع توربينات لضخ المياه من المحيط. وتطلق تريليونات من القطرات الصغيرة في الهواء من خلال 320 فوهة ، وتجف القطرات في الهواء ، تاركة وراءها محلولًا ملحيًا ، والذي يمتزج نظريًا بسحب ركامية منخفضة المستوى.
كانت تجارب إثبات المفهوم التي أجراها الفريق في مارس 2020 و 2021 - عندما تكون الشعاب المرجانية أكثر عرضة لخطر التبييض في نهاية الصيف الأسترالي - أصغر من أن تغير الغطاء السحابي بشكل كبير. انجرف الدخان المالح إلى السماء ، وقام فريقه بتحليق طائرات بدون طيار مزودة بأجهزة ليدار يصل ارتفاعها إلى 500 متر لرسم خريطة لحركة العمود ، وهذا العام ، ستغطي الطائرة الأمتار القليلة المتبقية لتقييم أي رد فعل في السحب التي تزيد عن 500 متر.
سيستخدم الفريق أيضًا عينات من الهواء على سفينة بحثية ثانية ومحطات طقس على الشعاب المرجانية والشاطئ لدراسة كيفية اختلاط الجسيمات والغيوم بشكل طبيعي لتحسين نماذجها. " ، قد تؤثر على المحيط بطرق مرغوبة وغير متوقعة ، "قال هاريسون.
وفقًا للنمذجة التي قام بها فريق هاريسون ، فإن تقليل الضوء فوق الشعاب المرجانية بحوالي 6٪ من شأنه أن يقلل درجة حرارة الشعاب المرجانية على الرف الأوسط للحاجز المرجاني العظيم بما يعادل 0.6 درجة مئوية. قال هاريسون إن الشعاب المرجانية - يتكون الحاجز المرجاني العظيم من أكثر من 2900 من الشعاب المرجانية الفردية التي تمتد على طول 2300 كيلومترًا - يمثل تحديًا لوجستيًا ، حيث سيتطلب حوالي 800 محطة رش للتشغيل لشهور قبل الموجات العالية المتوقعة. كبير جدًا لدرجة أنه يمكن رؤيته من الفضاء ، لكنه لا يغطي سوى 0.07٪ من سطح الأرض ، وقد أقر هاريسون بوجود مخاطر محتملة لهذا النهج الجديد يجب فهمه بشكل أفضل. تعتبر أنماط الطقس وهطول الأمطار أيضًا مصدر قلق كبير في استمطار السحب ، وهي تقنية تتضمن قيام الطائرات أو الطائرات بدون طيار بإضافة شحنات كهربائية أو مواد كيميائية مثل يوديد الفضة إلى السحب لإنتاج المطر ، وقد جربت الإمارات العربية المتحدة والصين هذه التقنية لمعالجة الحرارة. أو تلوث الهواء ، لكن مثل هذه الإجراءات مثيرة للجدل إلى حد كبير - يعتبرها الكثيرون خطرة للغاية ، ومن بين ما يسمى بتدخلات "الهندسة الجيولوجية" ، يقول النقاد إنها محفوفة بالمخاطر أو تشتت الانتباه عن الحد من الانبعاثات.
في عام 2015 ، شارك الفيزيائي بيريهمبرت في تأليف تقرير المجلس القومي للبحوث حول التدخل المناخي ، محذرًا من القضايا السياسية وقضايا الحوكمة ، لكن تقريرًا جديدًا من الأكاديمية ، صدر في مارس 2021 ، اتخذ موقفًا أكثر دعمًا للهندسة الجيولوجية وأوصى حكومة الولايات المتحدة استثمر 200 مليون دولار في الأبحاث. رحب بييرمبرت بأبحاث إشراق سحابة المحيط ، لكنه وجد مشاكل في معدات الرش التي تم تطويرها كجزء من مشروع بحثي مستمر. وقال العلماء الذين يقولون إنها ليست بديلاً عن الانبعاثات. السيطرة ، لن يكونوا هم من يتخذون القرارات ".انتقدت الحكومة الأسترالية بشدة لتقاعسها عن معالجة أزمة المناخ واعتمادها على توليد الطاقة التي تعمل بالفحم ، وترى أن سحب المحيطات تزداد إشراقًا ، وفي أبريل 2020 ، أطلقت برنامجًا بقيمة 300 مليون دولار لاستعادة الحاجز المرجاني العظيم في أبريل 2020 - تم تمويل هذا التمويل. البحث وتطوير التكنولوجيا واختبار أكثر من 30 تدخلاً ، بما في ذلك إشراق سحابة المحيطات ، وعلى الرغم من أن تدابير الاستثمار الضخمة مثل Yun Zengliang لا تزال مثيرة للجدل ، إلا أن المجموعات البيئية تجادل بأن هذا قد يشكل مخاطر بيئية ويصرف الانتباه عن الجهود المبذولة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
ولكن حتى إذا أثبت سطوع السحابة فعاليته ، لا يعتقد هاريسون أنه سيكون حلاً طويل الأمد لإنقاذ الحاجز المرجاني العظيم. "لا يمكن للسحب الساطعة إلا أن تجلب تبريدًا محدودًا" ، كما قال ، ومع احتمال تفاقم أزمة المناخ ، سيتم التغلب على آثار أي إشراق قريبًا. وبدلاً من ذلك ، يقول هاريسون ، الهدف هو كسب الوقت بينما تخفض البلدان انبعاثاتها. "لقد فات الأوان على أمل أن نتمكن من تقليل الانبعاثات بسرعة لإنقاذ الشعاب المرجانية دون أي تدخل."
سيتطلب تحقيق صافي انبعاثات صفري بحلول عام 2050 حلولًا مبتكرة على نطاق عالمي ، وفي هذه السلسلة ، يسلط Wired ، بالشراكة مع مبادرة Rolex Forever Planet ، الضوء على الأفراد والمجتمعات التي تعمل على حل بعض التحديات البيئية الأكثر إلحاحًا لدينا. شراكة مع Rolex ، ولكن كل المحتوى مستقل من الناحية التحريرية. مزيد من المعلومات.