પ્લેનેટરી સનસ્ક્રીન: સૌર કિરણોત્સર્ગ ફેરફાર

બ્રેકિંગ ડાઉન ક્લાઈમેટ જીઓએન્જિનિયરિંગ ભાગ 3

ભાગ 1: અનંત અજ્ઞાત
ભાગ 2: મહાસાગર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દૂર કરવું
ભાગ 4: નૈતિકતા, સમાનતા અને ન્યાયને ધ્યાનમાં રાખીને

સોલાર રેડિયેશન મોડિફિકેશન (એસઆરએમ) એ આબોહવા જિયોએન્જિનિયરિંગનું એક સ્વરૂપ છે જેનો ઉદ્દેશ્ય અવકાશમાં પ્રતિબિંબિત થતા સૂર્યપ્રકાશની માત્રામાં વધારો કરવાનો છે - ગ્રહના ઉષ્ણતાને ઉલટાવી લેવા. આ પરાવર્તકતા વધારવાથી સૂર્યપ્રકાશની માત્રામાં ઘટાડો થાય છે જે તેને વાતાવરણ અને પૃથ્વીની સપાટી પર બનાવે છે, જે ગ્રહને કૃત્રિમ રીતે ઠંડુ કરે છે. 

કુદરતી પ્રણાલીઓ દ્વારા, પૃથ્વી તેના તાપમાન અને આબોહવાને જાળવવા માટે સૂર્યપ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને શોષી લે છે, વાદળો, હવાના કણો, પાણી અને સમુદ્ર સહિત અન્ય સપાટીઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. હાલમાં, ત્યાં કોઈ સૂચિત કુદરતી અથવા ઉન્નત કુદરતી SRM પ્રોજેક્ટ નથી, તેથી SRM તકનીકો મુખ્યત્વે યાંત્રિક અને રાસાયણિક શ્રેણીમાં આવે છે. આ પ્રોજેક્ટ્સ મુખ્યત્વે સૂર્ય સાથે પૃથ્વીની કુદરતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને બદલવાનો પ્રયાસ કરે છે. પરંતુ, જમીન અને સમુદ્ર સુધી પહોંચતા સૂર્યના જથ્થામાં ઘટાડો કરવાથી સીધા સૂર્યપ્રકાશ પર આધારિત કુદરતી પ્રક્રિયાઓને ખલેલ પહોંચાડવાની સંભાવના છે.

---

સૂચિત યાંત્રિક અને રાસાયણિક SRM પ્રોજેક્ટ્સ

પૃથ્વી પાસે બિલ્ટ-ઇન સિસ્ટમ છે જે સૂર્યમાંથી આવતા અને બહાર જતા કિરણોત્સર્ગના પ્રમાણને નિયંત્રિત કરે છે. તે પ્રકાશ અને ગરમીને પ્રતિબિંબિત કરીને અને પુનઃવિતરિત કરીને આ કરે છે, જે તાપમાનને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે. આ પ્રણાલીઓના યાંત્રિક અને રાસાયણિક મેનીપ્યુલેશનમાં રસ સ્ટ્રેટોસ્ફેરિક એરોસોલ ઇન્જેક્શન દ્વારા કણો છોડવાથી માંડીને દરિયાની નજીકના ગાઢ વાદળો વિકસાવવા સુધીનો છે.

સ્ટ્રેટોસ્ફેરિક એરોસોલ ઇન્જેક્શન (SAI) પૃથ્વીની પરાવર્તનક્ષમતા વધારવા માટે એરબોર્ન સલ્ફેટ કણોનું લક્ષ્યાંકિત પ્રકાશન છે, જે જમીન પર પહોંચતા સૂર્યપ્રકાશ અને વાતાવરણમાં ફસાયેલી ગરમીને ઘટાડે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે સનસ્ક્રીનના ઉપયોગની જેમ જ, સૌર જીઓએન્જિનિયરિંગનો હેતુ કેટલાક સૂર્યપ્રકાશ અને ગરમીને વાતાવરણની બહાર રીડાયરેક્ટ કરવાનો છે, જે સપાટી પર પહોંચે છે તે જથ્થાને ઘટાડે છે.

વચન:

આ ખ્યાલ કુદરતી ઘટનાઓ પર આધારિત છે જે તીવ્ર જ્વાળામુખી ફાટી નીકળે છે. 1991 માં, ફિલિપાઇન્સમાં માઉન્ટ પિનાટુબોના વિસ્ફોટથી ગૅસ અને રાખ ઊર્ધ્વમંડળમાં ફેલાય છે, જે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડના મોટા પ્રમાણમાં વિતરણ કરે છે. પવનોએ સલ્ફર ડાયોક્સાઇડને બે વર્ષ સુધી વિશ્વભરમાં ખસેડ્યું, અને કણો શોષી લીધા અને વૈશ્વિક તાપમાનને 1 ડિગ્રી ફેરનહીટ (0.6 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) ઘટાડવા માટે પૂરતો સૂર્યપ્રકાશ પ્રતિબિંબિત કરે છે.

ધમકી:

માનવ નિર્મિત SAI એ થોડા નિર્ણાયક અભ્યાસો સાથે અત્યંત સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલ છે. આ અનિશ્ચિતતા માત્ર ઇન્જેક્શન પ્રોજેક્ટ્સ કેટલા સમય સુધી થવાની જરૂર છે અને જો SAI પ્રોજેક્ટ્સ નિષ્ફળ જાય, બંધ થઈ જાય, અથવા ભંડોળનો અભાવ હોય તો શું થાય છે તે વિશેની અજાણતાઓ દ્વારા જ વધારે છે. SAI પ્રોજેક્ટ શરૂ થયા પછી તેમની સંભવિત અનિશ્ચિત જરૂરિયાત હોય છે, અને સમય જતાં ઓછા અસરકારક બની શકે છે. વાતાવરણીય સલ્ફેટ ઇન્જેક્શનની શારીરિક અસરોમાં એસિડ વરસાદની સંભાવનાનો સમાવેશ થાય છે. જ્વાળામુખી વિસ્ફોટ સાથે જોવામાં આવે છે તેમ, સલ્ફેટ કણો સમગ્ર વિશ્વમાં પ્રવાસ કરે છે અને સામાન્ય રીતે આવા રસાયણોથી પ્રભાવિત ન હોય તેવા પ્રદેશોમાં જમા થઈ શકે છે, ઇકોસિસ્ટમમાં ફેરફાર અને માટીનું pH બદલવું. એરોસોલ સલ્ફેટનો પ્રસ્તાવિત વિકલ્પ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ છે, એક પરમાણુ જેની સમાન અસર થવાની અપેક્ષા છે પરંતુ સલ્ફેટ જેટલી આડઅસર નથી. જો કે, તાજેતરના મોડેલિંગ અભ્યાસો કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ સૂચવે છે ઓઝોન સ્તરને નકારાત્મક અસર કરી શકે છે. આવનારા સૂર્યપ્રકાશનું પ્રતિબિંબ વધુ ઇક્વિટી ચિંતા ઉભી કરે છે. કણોનું જુબાની, જેનું મૂળ અજ્ઞાત છે અને શક્ય વૈશ્વિક છે, તે વાસ્તવિક અથવા કથિત અસમાનતા પેદા કરી શકે છે જે ભૌગોલિક રાજકીય તણાવને વધુ ખરાબ કરી શકે છે. સ્વીડન, નોર્વે, ફિનલેન્ડ અને રશિયાના સ્વદેશી સામી લોકોના પ્રતિનિધિ મંડળ, સામી કાઉન્સિલ દ્વારા આબોહવામાં માનવ હસ્તક્ષેપ અંગેની ચિંતાઓ શેર કર્યા પછી 2021 માં સ્વીડનમાં SAI પ્રોજેક્ટને વિરામ આપવામાં આવ્યો હતો. કાઉન્સિલના વાઇસ પ્રેસિડેન્ટ, આસા લાર્સન બ્લાઇન્ડે જણાવ્યું હતું કે સામી લોકોના કુદરતને માન આપવાના મૂલ્યો અને તેની પ્રક્રિયાઓ સીધી રીતે અથડાતી હતી આ પ્રકારના સોલાર જિયોએન્જિનિયરિંગ સાથે.

સપાટી આધારિત બ્રાઇટનિંગ/આલ્બેડો મોડિફિકેશનનો ઉદ્દેશ્ય પૃથ્વીની પરાવર્તકતા વધારવા અને વાતાવરણમાં રહેલ સૌર કિરણોત્સર્ગની માત્રામાં ઘટાડો કરવાનો છે. રસાયણશાસ્ત્ર અથવા મોલેક્યુલર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, સપાટી આધારિત તેજસ્વીતા એલ્બેડો વધારવાનો પ્રયાસ કરે છે, અથવા શહેરી વિસ્તારો, રસ્તાઓ, ખેતીની જમીન, ધ્રુવીય પ્રદેશો અને સમુદ્રમાં ભૌતિક ફેરફારો દ્વારા પૃથ્વીની સપાટીની પ્રતિબિંબિતતા. આમાં સૂર્યપ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરવા અને રીડાયરેક્ટ કરવા માટે પ્રતિબિંબીત સામગ્રી અથવા છોડ સાથે આ પ્રદેશોને આવરી લેવાનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

વચન:

સરફેસ આધારિત બ્રાઇટનિંગ સ્થાનિક ધોરણે સીધા ઠંડકના ગુણો પ્રદાન કરે તેવી અપેક્ષા છે- જેમ કે ઝાડના પાંદડા તેની નીચેની જમીનને કેવી રીતે છાંયો આપી શકે છે. આ પ્રકારના પ્રોજેક્ટને નાના સ્કેલ પર લાગુ કરી શકાય છે, એટલે કે દેશથી દેશ અથવા શહેરથી શહેર. વધુમાં, સપાટી આધારિત બ્રાઇટનિંગ મદદ કરી શકે છે ઘણા શહેરો અને શહેરી કેન્દ્રોમાં વધેલી ગરમીને ઉલટાવી શકાય છે શહેરી ટાપુની ગરમીની અસરના પરિણામે.

ધમકી:

સૈદ્ધાંતિક અને વૈચારિક સ્તરે, સપાટી આધારિત બ્રાઇટનિંગ એવું લાગે છે કે તે ઝડપથી અને અસરકારક રીતે લાગુ કરી શકાય છે. જો કે, અલ્બેડો ફેરફાર અંગેનું સંશોધન પાતળું રહે છે અને ઘણા અહેવાલો અજાણી અને અવ્યવસ્થિત અસરોની સંભવિતતા દર્શાવે છે. આવા પ્રયાસો વૈશ્વિક ઉકેલ ઓફર કરે તેવી શક્યતા નથી, પરંતુ સપાટી આધારિત તેજસ્વીતા અથવા અન્ય સૌર કિરણોત્સર્ગ વ્યવસ્થાપન પદ્ધતિઓનો અસમાન વિકાસ થઈ શકે છે. પરિભ્રમણ અથવા જળ ચક્ર પર અનિચ્છનીય અને અણધારી વૈશ્વિક અસરો. ચોક્કસ પ્રદેશોમાં સપાટીને તેજસ્વી બનાવવાથી પ્રાદેશિક તાપમાનમાં ફેરફાર થઈ શકે છે અને કણો અને દ્રવ્યોની હલનચલન સમસ્યારૂપ છેડે બદલાઈ શકે છે. વધુમાં, સપાટી આધારિત બ્રાઇટનિંગ સ્થાનિક અથવા વૈશ્વિક સ્તરે અસમાન વિકાસનું કારણ બની શકે છે, જેનાથી પાવર ડાયનેમિક્સ બદલવાની સંભાવના વધી શકે છે.

મરીન ક્લાઉડ બ્રાઇટનિંગ (MCB) હેતુપૂર્વક સમુદ્ર પર નિમ્ન-સ્તરના વાદળો બીજ બનાવવા માટે સમુદ્ર સ્પ્રેનો ઉપયોગ કરે છે, તેજસ્વી અને ગાઢ વાદળ સ્તર. આ વાદળો આવતા કિરણોત્સર્ગને વાતાવરણ તરફ પાછા પ્રતિબિંબિત કરવા ઉપરાંત નીચે જમીન અથવા સમુદ્ર સુધી પહોંચતા અટકાવે છે.

વચન:

MCB પ્રાદેશિક ધોરણે તાપમાનને ઓછું કરવાની અને કોરલ બ્લીચિંગની ઘટનાઓને રોકવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સંશોધન અને પ્રારંભિક પરીક્ષણોએ ઓસ્ટ્રેલિયામાં તાજેતરના પ્રોજેક્ટ સાથે કેટલીક સફળતા જોઈ છે ગ્રેટ બેરિયર રીફ ખાતે. અન્ય એપ્લીકેશનમાં સમુદ્રી બરફ ઓગળવા માટે હિમનદીઓ પર વાદળો વાવવાનો સમાવેશ થઈ શકે છે. હાલમાં સૂચિત પદ્ધતિ સમુદ્રના દરિયાઈ પાણીનો ઉપયોગ કરે છે, કુદરતી સંસાધનો પર તેની અસર ઘટાડે છે અને વિશ્વમાં ગમે ત્યાં કરી શકાય છે.

ધમકી:

MCB વિશે માનવીય સમજ અત્યંત અનિશ્ચિત રહે છે. પૂર્ણ થયેલ પરીક્ષણો મર્યાદિત અને પ્રાયોગિક છે, સાથે સંશોધકો વૈશ્વિક અથવા સ્થાનિક શાસન માટે બોલાવે છે તેમના રક્ષણ ખાતર આ ઇકોસિસ્ટમ્સને હેરફેર કરવાની નીતિશાસ્ત્ર પર. આમાંની કેટલીક અનિશ્ચિતતાઓમાં સ્થાનિક ઇકોસિસ્ટમ્સ પર ઠંડક અને સૂર્યપ્રકાશના ઘટાડાની સીધી અસર તેમજ માનવ સ્વાસ્થ્ય અને માળખાકીય સુવિધાઓ પર વધેલા હવાના કણોની અજ્ઞાત અસર વિશેના પ્રશ્નોનો સમાવેશ થાય છે. આમાંના દરેક MCB સોલ્યુશનના મેકઅપ, જમાવટની પદ્ધતિ અને અપેક્ષિત MCB ની માત્રા પર આધાર રાખે છે. જેમ જેમ બીજવાળા વાદળો જળચક્રમાંથી પસાર થાય છે તેમ તેમ પાણી, મીઠું અને અન્ય પરમાણુઓ પૃથ્વી પર પાછા આવશે. મીઠાના થાપણો માનવ આવાસ સહિત બિલ્ટ પર્યાવરણને અસર કરી શકે છે, બગાડ ઝડપી કરીને. આ થાપણો જમીનની સામગ્રીને પણ બદલી શકે છે, પોષક તત્વો અને છોડની વૃદ્ધિ કરવાની ક્ષમતાને અસર કરે છે. આ વ્યાપક ચિંતાઓ MCB સાથે અજાણ્યાઓની સપાટીને ઉઝરડા કરે છે.

જ્યારે SAI, અલ્બેડો મોડિફિકેશન, અને MCB આવનારા સૌર કિરણોત્સર્ગને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે કામ કરે છે, ત્યારે સિરસ ક્લાઉડ થિનિંગ (CCT) આઉટગોઇંગ રેડિયેશનને વધારવા માટે જુએ છે. સિરસ વાદળો ગરમીને શોષી લે છે અને પ્રતિબિંબિત કરે છે, કિરણોત્સર્ગ સ્વરૂપે, પૃથ્વી પર પાછા. આ વાદળો દ્વારા પ્રતિબિંબિત થતી ગરમીને ઘટાડવા અને સૈદ્ધાંતિક રીતે તાપમાનમાં ઘટાડો કરીને વધુ ગરમીને વાતાવરણમાંથી બહાર નીકળવા દેવા માટે વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા સિરસ ક્લાઉડ થિનિંગની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા આ વાદળો પાતળા થવાની ધારણા છે કણો સાથે વાદળો છંટકાવ તેમના જીવનકાળ અને જાડાઈ ઘટાડવા માટે.

વચન:

CCT વાતાવરણમાંથી બચવા માટે રેડિયેશનની માત્રામાં વધારો કરીને વૈશ્વિક તાપમાન ઘટાડવાનું વચન આપે છે. વર્તમાન સંશોધન સૂચવે છે કે આ ફેરફાર પાણી ચક્રને ઝડપી બનાવી શકે છે, વરસાદમાં વધારો અને દુષ્કાળની સંભાવનાવાળા વિસ્તારોને લાભ. નવા સંશોધનો સૂચવે છે કે આ તાપમાનમાં ઘટાડો મદદ કરી શકે છે ધીમો દરિયાઈ બરફ ઓગળે છે અને ધ્રુવીય બરફના ઢગલા જાળવવામાં મદદ કરે છે. 

ધમકી: 

આબોહવા પરિવર્તન અને ભૌતિક વિજ્ઞાન પર 2021ની આંતરસરકારી પેનલ (IPCC) અહેવાલ દર્શાવે છે કે CCT સારી રીતે સમજાયું નથી. આ પ્રકારનો હવામાન ફેરફાર વરસાદની પેટર્ન બદલી શકે છે અને ઇકોસિસ્ટમ્સ અને કૃષિ પર અજ્ઞાત અસરોનું કારણ બની શકે છે. CCT માટેની હાલમાં સૂચિત પદ્ધતિઓમાં રજકણ સાથે વાદળો છંટકાવનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે કણોની ચોક્કસ માત્રા વાદળોને પાતળા કરવામાં ફાળો આપે તેવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે, કણોના ઇન્જેક્શન પર તેના બદલે વાદળો બીજ આપી શકે છે. આ બીજવાળા વાદળો પાતળા થવા અને ગરમી છોડવાને બદલે વધુ જાડા અને જાળમાં ગરમીનો અંત લાવી શકે છે. 

સ્પેસ મિરર્સ સંશોધકોએ આવનારા સૂર્યપ્રકાશને રીડાયરેક્ટ અને અવરોધિત કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે. આ પદ્ધતિ સૂચવે છે અત્યંત પ્રતિબિંબીત વસ્તુઓ મૂકવી આવનારા સૌર કિરણોત્સર્ગને અવરોધિત કરવા અથવા પ્રતિબિંબિત કરવા માટે અવકાશમાં.

વચન:

સ્પેસ મિરર્સ અપેક્ષિત છે રેડિયેશનની માત્રામાં ઘટાડો તે ગ્રહ પર પહોંચે તે પહેલાં તેને અટકાવીને વાતાવરણમાં પ્રવેશવું. આના પરિણામે વાતાવરણમાં ઓછી ગરમી પ્રવેશશે અને ગ્રહને ઠંડક મળશે.

ધમકી:

અવકાશ આધારિત પદ્ધતિઓ અત્યંત સૈદ્ધાંતિક છે અને તેની સાથે છે સાહિત્યનો અભાવ અને પ્રયોગમૂલક ડેટા. આ પ્રકારના પ્રોજેક્ટની અસર વિશે અજ્ઞાત એ ઘણા સંશોધકો દ્વારા રાખવામાં આવેલી ચિંતાનો માત્ર એક ભાગ છે. વધારાની ચિંતાઓમાં અવકાશ પ્રોજેક્ટ્સની મોંઘી પ્રકૃતિ, પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચતા પહેલા રેડિયેશન રીડાયરેક્ટ કરવાની સીધી અસર, દરિયાઈ પ્રાણીઓ માટે સ્ટારલાઇટ ઘટાડવા અથવા દૂર કરવાની પરોક્ષ અસરનો સમાવેશ થાય છે. અવકાશી નેવિગેશન પર આધાર રાખો, સંભવિત સમાપ્તિ જોખમ, અને આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ શાસનનો અભાવ.

---

ઠંડા ભવિષ્ય તરફ ચળવળ?

ગ્રહોના તાપમાનમાં ઘટાડો કરવા માટે સૌર કિરણોત્સર્ગને રીડાયરેક્ટ કરીને, સૌર કિરણોત્સર્ગ વ્યવસ્થાપન આબોહવા પરિવર્તનના લક્ષણોનો જવાબ આપવાનો પ્રયાસ કરે છે તેના બદલે સમસ્યાને હલ કરવાને બદલે. અભ્યાસનું આ ક્ષેત્ર સંભવિત અનિચ્છનીય પરિણામો સાથે પ્રચલિત છે. અહીં, મોટા પાયા પર કોઈપણ પ્રોજેક્ટને અમલમાં મૂકતા પહેલા કોઈ પ્રોજેક્ટનું જોખમ પૃથ્વી માટેના જોખમ અથવા આબોહવા પરિવર્તનના જોખમને મૂલ્યવાન છે કે કેમ તે નિર્ધારિત કરવા માટે જોખમ-જોખમનું મૂલ્યાંકન નિર્ણાયક છે. સમગ્ર ગ્રહને અસર કરવા માટે SRM પ્રોજેક્ટ્સની સંભવિતતા કુદરતી પર્યાવરણ માટેના જોખમ, ભૌગોલિક રાજકીય તણાવમાં વધારો અને વૈશ્વિક અસમાનતાઓ પરની અસરને ધ્યાનમાં લેવા માટે કોઈપણ જોખમ વિશ્લેષણની જરૂરિયાત દર્શાવે છે. પ્રદેશની આબોહવા અથવા સમગ્ર ગ્રહને બદલવાની કોઈપણ યોજના સાથે, પ્રોજેક્ટ્સે ઇક્વિટી અને હિસ્સેદારોની સંડોવણીને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.