קרם הגנה פלנטרי: שינוי קרינת השמש

פירוק גיאוגרפיה של אקלים חלק 3

חלק 1: אינסוף אלמונים
חלק 2: הסרת פחמן דו חמצני באוקיינוס
חלק 4: התחשבות באתיקה, שוויון וצדק

שינוי קרינת השמש (SRM) הוא סוג של הנדסה אקלימית שמטרתה להגדיל את כמות אור השמש המוחזרת לחלל - כדי להפוך את התחממות כדור הארץ. הגדלת רפלקטיביות זו מקטינה את כמות אור השמש שמגיעה לאטמוספירה ולפני כדור הארץ, ומצננת באופן מלאכותי את כוכב הלכת. 

באמצעות מערכות טבעיות, כדור הארץ מחזיר וסופג את אור השמש כדי לשמור על הטמפרטורה והאקלים שלו, תוך אינטראקציה עם עננים, חלקיקים הנישאים באוויר, מים ומשטחים אחרים - כולל האוקיינוס. כַּיוֹם, אין פרויקטים מוצעים של SRM טבעיים או משופרים, כך שטכנולוגיות SRM נופלות בעיקר בקטגוריה המכאנית והכימית. פרויקטים אלה מבקשים בעיקר לשנות את האינטראקציה הטבעית של כדור הארץ עם השמש. אבל, הפחתת כמות השמש המגיעה אל היבשה והאוקיינוס ​​היא בעלת פוטנציאל להפריע לתהליכים טבעיים התלויים באור שמש ישיר.

---

הצעה לפרויקטי SRM מכניים וכימיים

לכדור הארץ יש מערכת מובנית השולטת בכמות הקרינה מהשמש שנכנסת ויוצאת. זה עושה זאת על ידי החזרה והפצה מחדש של האור והחום, מה שעוזר לווסת את הטמפרטורה. העניין במניפולציה מכנית וכימית של מערכות אלו נע בין שחרור חלקיקים דרך הזרקת אירוסול סטרטוספרי ועד לפיתוח עננים עבים יותר קרוב לאוקיינוס ​​באמצעות הבהרת עננים ימיים.

הזרקת אירוסול סטרטוספירית (SAI) הוא שחרור ממוקד של חלקיקי סולפט הנישאים באוויר כדי להגביר את רפלקטיביות כדור הארץ, להפחית את כמות אור השמש שמגיע לקרקע ואת החום הכלוא באטמוספירה. תיאורטית בדומה לשימוש בקרם הגנה, הנדסת גיאוגרפיה סולארית שואפת להפנות קצת את אור השמש והחום אל מחוץ לאטמוספירה, ולהפחית את הכמות שמגיעה לפני השטח.

ההבטחה:

מושג זה מבוסס על תופעות הטבע המתרחשות במקביל להתפרצויות געשיות עזות. בשנת 1991, התפרצות הר פינטובו בפיליפינים פלטה גז ואפר לסטרטוספירה, והפיצה כמויות המוניות של דו תחמוצת הגופרית. רוחות הזיזו את דו תחמוצת הגופרית מסביב לכדור הארץ במשך שנתיים, והחלקיקים ספגו ו השתקף מספיק אור שמש כדי להפחית את הטמפרטורות העולמיות במעלה אחת פרנהייט (1 מעלות צלזיוס).

האיום:

SAI שנוצר על ידי אדם נותר מושג תיאורטי ביותר עם מעט מחקרים חד משמעיים. חוסר הוודאות הזה רק מחמיר בגלל לא ידועים לגבי משך הזמן שפרויקטי הזרקה יצטרכו להתרחש ומה קורה אם (או כאשר) פרויקטי SAI נכשלים, יופסקו או חסרים מימון. לפרויקטים של SAI יש צורך בלתי מוגבל ברגע שהם מתחילים, וכן עשוי להיות פחות יעיל עם הזמן. ההשלכות הפיזיות להזרקת סולפט באטמוספירה כוללות את הפוטנציאל לגשם חומצי. כפי שניתן לראות בהתפרצויות געשיות, חלקיקי הסולפט מסתובבים ברחבי העולם ו עלול להפקיד באזורים שבדרך כלל אינם מושפעים מכימיקלים כאלה, שינוי מערכות אקולוגיות ושינוי pH של הקרקע. חלופה מוצעת לאירוסול סולפט היא סידן פחמתי, מולקולה שצפויה לה השפעה דומה אך לא כמו תופעות לוואי כמו סולפט. עם זאת, מחקרי מידול אחרונים מצביעים על סידן פחמתי עלול להשפיע לרעה על שכבת האוזון. השתקפות של אור השמש הנכנס מעוררת דאגות נוספות לגבי הון עצמי. שקיעת חלקיקים, שמקורם אינו ידוע ואפשרי גלובלי, עשויה ליצור פערים ממשיים או נתפסים שעלולים להחמיר את המתחים הגיאופוליטיים. פרויקט SAI בשוודיה הופסק בשנת 2021 לאחר שהמועצה הסאמית, גוף מייצג של ילידים סאמים בשוודיה, נורבגיה, פינלנד ורוסיה, שיתפה את החששות לגבי התערבות אנושית באקלים. סגנית נשיא המועצה, אוסה לרסון בלינד, הצהיר כי ערכי העם הסאמי לכבד את הטבע ואת תהליכיו התנגשו ישירות עם סוג זה של גיאו-הנדסה סולארית.

הבהרה מבוססת משטח/שינוי אלבדו מטרתה להגביר את רפלקטיביות כדור הארץ ולהפחית את כמות קרינת השמש שנותרה באטמוספירה. במקום להשתמש בכימיה או בשיטות מולקולריות, הבהרה מבוססת משטח מבקשת להגדיל את האלבדו, או רפלקטיביות, של פני כדור הארץ באמצעות שינויים פיזיים באזורים עירוניים, כבישים, קרקע חקלאית, אזורי קוטב ואוקיינוס. זה עשוי לכלול כיסוי אזורים אלה בחומרים מחזירי אור או צמחים כדי לשקף ולהפנות מחדש את אור השמש.

ההבטחה:

הבהרה מבוססת משטח צפויה להציע תכונות קירור ישיר על בסיס מקומי - בדומה לאופן שבו עלים של עץ יכולים להצל על הקרקע שמתחתיו. פרויקט מסוג זה עשוי להתבצע בהיקפים קטנים יותר, כלומר מדינה למדינה או עיר לעיר. בנוסף, הבהרה מבוססת משטח עשויה לעזור להפוך את החום המוגבר שחווים ערים ומרכזים עירוניים רבים כתוצאה מאפקט החום של האי העירוני.

האיום:

ברמה התיאורטית והרעיונית, נראה שהבהרה מבוססת משטח ניתנת ליישום במהירות וביעילות. עם זאת, המחקר על שינוי אלבדו נותר דק ודיווחים רבים מצביעים על פוטנציאל להשפעות לא ידועות ומבולגנות. מאמצים כאלה לא צפויים להציע פתרון עולמי, אבל פיתוח לא אחיד של הבהרה מבוססת פני שטח או שיטות אחרות לניהול קרינת שמש עלול לגרום השפעות גלובליות לא רצויות ובלתי צפויות על מחזור הדם או מחזור המים. הבהרת פני השטח באזורים מסוימים עשויה לשנות את הטמפרטורות האזוריות ולשנות את תנועת החלקיקים והחומר לקצוות בעייתיים. בנוסף, הבהרה מבוססת פני השטח עלולה לגרום להתפתחות לא שוויונית בקנה מידה מקומי או עולמי, ולהגדיל את הפוטנציאל לשינוי דינמיקת כוח.

הבהרת עננים ימית (MCB) משתמשת בכוונה בתרסיס ים כדי לזרע עננים ברמה נמוכה מעל האוקיינוס, ומעודדת היווצרות של שכבת ענן בהירה ועבה יותר. עננים אלו מונעים מקרינה נכנסת להגיע ליבשה או לים מתחת בנוסף להחזרת הקרינה לכיוון האטמוספירה.

ההבטחה:

ל-MCB יש פוטנציאל להוריד טמפרטורות בקנה מידה אזורי ולמנוע אירועי הלבנת אלמוגים. מחקר ובדיקות מוקדמות ראו הצלחה מסוימת באוסטרליה, עם פרויקט שנערך לאחרונה בשונית המחסום הגדולה. יישומים אחרים יכולים לכלול זריעת עננים מעל קרחונים כדי לעכב את המסת קרח ים. השיטה המוצעת כעת משתמשת במי ים של האוקיינוס, ומפחיתה את השפעתם על משאבי הטבע ויכולה להתבצע בכל מקום בעולם.

האיום:

ההבנה האנושית של MCB נותרה מאוד לא ודאית. הבדיקות שהושלמו הן מוגבלות וניסיוניות, עם חוקרים הקוראים לממשל גלובלי או מקומי על האתיקה של מניפולציה של מערכות אקולוגיות אלה למען הגנתן. חלק מאי הוודאות הללו כוללות שאלות לגבי ההשפעה הישירה של קירור ואור שמש מופחת על מערכות אקולוגיות מקומיות, כמו גם ההשפעה הלא ידועה של מוגבר חלקיקים הנישאים באוויר על בריאות האדם ותשתיות. כל אחד מאלה יהיה תלוי בהרכב פתרון ה-MCB, שיטת הפריסה וכמות ה-MCB הצפוי. כאשר העננים הזרעים נעים במחזור המים, המים, המלח ומולקולות אחרות יחזרו לכדור הארץ. מרבצי מלח עשויים להשפיע על הסביבה הבנויה, כולל דיור של בני אדם, על ידי זירוז ההידרדרות. משקעים אלה עשויים גם לשנות את תכולת הקרקע, להשפיע על חומרי הזנה ועל יכולת הצמחים לגדול. דאגות רחבות אלה מגרדות את פני השטח של הלא ידועים בליווי MCB.

בעוד ש-SAI, modification albedo ו-MCB פועלים לשקף קרינת שמש נכנסת, Cirrus Cloud Thinning (CCT) מסתכל על הגדלת הקרינה היוצאת. ענני סיררוס סופגים ומחזירים חום, בצורה של קרינה, חזרה לכדור הארץ. דילול ענני סיררוס הוצע על ידי מדענים כדי להפחית את החום המשתקף מהעננים הללו ולאפשר ליותר חום לצאת מהאטמוספירה, ובאופן תיאורטי יורדת הטמפרטורות. מדענים צופים לדלל את העננים הללו על ידי ריסוס העננים בחלקיקים כדי להפחית את תוחלת החיים והעובי שלהם.

ההבטחה:

CCT מבטיחה להפחית את הטמפרטורות העולמיות על ידי הגדלת כמות הקרינה כדי להימלט מהאטמוספרה. מחקרים עדכניים מצביעים על כך שינוי עשוי להאיץ את מחזור המים, הגדלת המשקעים והטבה באזורים המועדים לבצורת. מחקר חדש מצביע עוד על כך שירידה זו בטמפרטורה עשויה לעזור הפשרת קרח ים איטית וסיוע בשמירה על כיפות הקרח הקוטביות. 

האיום: 

דו"ח הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) לשנת 2021 על שינויי אקלים ומדעי הפיזיקה. כי CCT אינו מובנה היטב. שינוי מזג אוויר מסוג זה עשוי לשנות את דפוסי המשקעים ולגרום להשפעות לא ידועות על מערכות אקולוגיות וחקלאות. השיטות המוצעות כיום עבור CCT כוללות ריסוס העננים בחומר חלקיקי. בעוד שכמות מסוימת של חלקיקים צפויה לתרום לדילול העננים, על הזרקת חלקיקים אולי יזרעו את העננים במקום זאת. עננים זרעים אלה עשויים בסופו של דבר להיות עבים יותר וללכוד חום, במקום להיות דקים יותר ולשחרר חום. 

מראות חלל הן שיטה נוספת שחוקרים הציעו לנתב מחדש ולחסום את אור השמש הנכנס. שיטה זו מציעה הצבת חפצים מחזירי אור בחלל כדי לחסום או לשקף קרינת שמש נכנסת.

ההבטחה:

מראות חלל צפויות להפחית את כמות הקרינה כניסה לאטמוספירה על ידי עצירתה לפני שהיא מגיעה לכוכב הלכת. זה יביא לכך שפחות חום ייכנס לאטמוספירה וקירור כדור הארץ.

האיום:

שיטות מבוססות חלל הן תיאורטיות ביותר ומלוות בא חוסר ספרות ונתונים אמפיריים. לא ידוע על ההשפעה של פרויקט מסוג זה הוא רק חלק אחד מהחששות של חוקרים רבים. דאגות נוספות כוללות את האופי היקר של פרויקטים בחלל, ההשפעה הישירה של הפניית קרינה לפני הגעה לפני השטח של כדור הארץ, ההשפעה העקיפה של הפחתה או הסרה של אור כוכבים עבור בעלי חיים ימיים. להסתמך על ניווט שמימי, הפוטנציאל סיכון סיום, והיעדר ממשל חלל בינלאומי.

---

תנועה לעבר עתיד קריר יותר?

על ידי הפניית קרינת השמש להורדת הטמפרטורות הפלנטריות, ניהול קרינת השמש מנסה לענות על סימפטום של שינויי אקלים במקום לטפל בבעיה חזיתית. תחום מחקר זה גדוש בהשלכות לא רצויות פוטנציאליות. כאן, הערכת סיכון-סיכון היא חיונית כדי לקבוע אם הסיכון של פרויקט שווה את הסיכון לכדור הארץ או את הסיכון של שינויי אקלים לפני יישום כל פרויקט בקנה מידה גדול. הפוטנציאל של פרויקטי SRM להשפיע על כדור הארץ כולו מראה את הצורך בכל ניתוח סיכונים לכלול התחשבות בסיכון לסביבה הטבעית, החרפת המתחים הגיאופוליטיים וההשפעה על הגדלת אי השוויון העולמי. בכל תוכנית לשנות את האקלים של אזור, או כדור הארץ בכללותו, פרויקטים חייבים לרכז שיקולים של הון עצמי ומעורבות של בעלי עניין.