Znanstvenici krpaju oblake kako bi spasili Veliki koraljni greben

U Australiji je bilo sparno ljeto i koralji na Velikom koraljnom grebenu pokazuju rane znakove stresa. Vlasti koje upravljaju najvećim svjetskim sustavom koraljnih grebena očekuju još jedno izbjeljivanje u nadolazećim tjednima - ako se to dogodi, bit će to šesti put od 1998. da je porast temperature vode izbrisao velike dijelove koralja koji nastanjuju bezbrojna morska stvorenja.životinja. Tri od ovih događaja izbjeljivanja koji čine koralje osjetljivijima na bolesti i smrt dogodila su se samo u posljednjih šest godina.Kada koralji dožive ekstremne i dugotrajnog toplinskog stresa, oni izbacuju alge koje žive u njihovim tkivima i postaju potpuno bijeli. To bi moglo imati razorne učinke na tisuće vrsta riba, rakova i drugih morskih vrsta koje se oslanjaju na koraljne grebene kao sklonište i hranu. Kako bi se usporio rast koralja izbjeljivanja uzrokovanog zagrijavanjem oceana, neki znanstvenici traže rješenje u nebu. Konkretno, gledaju u oblak.
Oblaci donose više od same kiše ili snijega. Tijekom dana, oblaci se ponašaju poput divovskih suncobrana, reflektirajući dio sunčeve svjetlosti sa Zemlje natrag u svemir. Morski stratokumulusni oblaci posebno su važni: nalaze se na niskim visinama, debeli su i pokrivaju oko 20 posto tropskog oceana, hladeći vodu ispod. Zato znanstvenici istražuju mogu li se njihova fizička svojstva promijeniti kako bi blokirali više sunčeve svjetlosti. Nadaju se da će na Velikom koraljnom grebenu biti pružena prijeko potrebna pomoć kolonijama koralja usred sve češći toplinski valovi. Ali postoje i projekti usmjereni na globalno hlađenje koji su kontroverzniji.
Ideja koja stoji iza koncepta je jednostavna: ispaljivati ​​velike količine aerosola u oblake iznad oceana kako bi se povećala njihova refleksija. Znanstvenici već desetljećima znaju da čestice u tragovima onečišćenja koje ostavljaju brodovi, a koji dosta nalikuju tragovima iza aviona, mogu osvijetliti postojeće oblaci. To je zato što te čestice stvaraju klice za kapljice oblaka;što je više i manje kapljica oblaka, to je sposobnost oblaka bjelja i bolja da reflektira sunčevu svjetlost prije nego udari i zagrije Zemlju.
Naravno, izbacivanje aerosola onečišćujućih tvari u oblake nije prava tehnologija za rješavanje problema globalnog zatopljenja. Pokojni britanski fizičar John Latham predložio je 1990. da se umjesto toga koriste kristali soli iz morske vode koja isparava. More je izdašno, blago i posebno besplatno.Njegov kolega Stephen Salter, profesor emeritus inženjerstva i dizajna na Sveučilištu u Edinburghu, tada je predložio raspoređivanje flote od oko 1500 brodova na daljinsko upravljanje koji bi plovili oceanima, usisavali vodu i raspršivali finu maglu u oblake kako bi se oblaci svjetlije. Kako emisije stakleničkih plinova nastavljaju rasti, tako raste i zanimanje za neobičan prijedlog Lathama i Saltera. Od 2006., njih par surađuje s oko 20 stručnjaka sa Sveučilišta Washington, PARC-a i drugih institucija u sklopu Projekta osvjetljavanja oceanskih oblaka (MCBP). Projektni tim sada istražuje bi li namjerno dodavanje morske soli niskim, pahuljastim stratokumulusima iznad oceana imalo učinak hlađenja na planet.
Čini se da su oblaci posebno skloni posvjetljivanju duž zapadne obale Sjeverne i Južne Amerike te središnje i južne Afrike, rekla je Sarah Doherty, atmosferska znanstvenica sa Sveučilišta Washington u Seattleu koja upravlja MCBP-om od 2018. Oblaci Kapi vode nastaju prirodno na oceanima kada se vlaga nakuplja oko zrnaca soli, ali dodavanje malo soli njima može povećati reflektirajuću snagu oblaka. Posvjetljivanje velikog naoblačnog pokrivača iznad ovih pogodnih područja za 5% moglo bi ohladiti veći dio svijeta, rekao je Doherty. Barem je to ono što računalne simulacije sugeriraju. "Naše terenske studije ispuštanja čestica morske soli u oblake u vrlo maloj mjeri pomoći će da se stekne dublje razumijevanje ključnih fizičkih procesa koji mogu dovesti do poboljšanih modela", rekla je. Eksperimenti prototipa uređaja u malim razmjerima trebali su započeti 2016. na mjestu blizu Monterey Baya u Kaliforniji, ali su odgođeni zbog nedostatka sredstava i protivljenja javnosti mogućem utjecaju eksperimenta na okoliš.
"Ne testiramo izravno prosvjetljivanje oceanskih oblaka bilo koje razine koje utječe na klimu", rekao je Doherty. Međutim, kritičari, uključujući ekološke skupine i skupine za zagovaranje poput Carnegie Climate Governance Initiative, zabrinuti su da bi čak i mali eksperiment mogao nenamjerno utjecati na globalnu klima zbog svoje složene prirode."Ideja da to možete učiniti na regionalnoj razini i na vrlo ograničenoj razini gotovo je pogrešna, jer atmosfera i ocean uvoze toplinu s drugih mjesta", rekao je Ray Pierre Humbert, profesor fizike na Sveučilištu u Oxfordu. Postoje i tehnički izazovi. Razvijanje raspršivača koji može pouzdano posvijetliti oblake nije lak zadatak, budući da se morska voda sklona začepiti dok se sol nakuplja. Kako bi riješio ovaj izazov, MCBP je zatražio pomoć od Armanda Neukermansa, izumitelj originalnog inkjet pisača, koji je do umirovljenja radio u Hewlett-Packardu i Xeroxu. Uz financijsku potporu Billa Gatesa i drugih veterana tehnološke industrije, Neukmans sada dizajnira mlaznice koje mogu izbaciti kapljice slane vode prave veličine (120 do 400 nanometara u promjeru) u atmosferu.
Dok se tim MCBP-a priprema za testiranje na otvorenom, tim australskih znanstvenika modificirao je rani prototip mlaznice MCBP-a i testirao ga na Velikom koralnom grebenu. Australija je doživjela zagrijavanje od 1,4°C od 1910., premašivši globalni prosjek od 1,1° C, a Veliki koraljni greben izgubio je više od polovice svojih koralja zbog zagrijavanja oceana.
Posvjetljivanje oblaka može pružiti određenu podršku grebenima i njihovim stanovnicima. Da bi to postigli, inženjerski oceanograf sa Sveučilišta Southern Cross Daniel Harrison i njegov tim opremili su istraživački brod turbinama za ispumpavanje vode iz oceana. Slično snježnom topu, turbina izvlači vodu i izbacuje trilijune sićušnih kapljica u zrak kroz svojih 320 mlaznica. Kapljice se suše u zraku, ostavljajući iza sebe slanu slanu vodu, koja se teoretski miješa s niskim stratokumulusnim oblacima.
Eksperimenti tima za dokaz koncepta u ožujku 2020. i 2021. — kada su koralji u najvećem riziku od izbjeljivanja na kraju australskog ljeta — bili su premali da bi značajno promijenili naoblaku. Ipak, Harrison je bio iznenađen brzinom kojom je slani dim lebdio je u nebo. Njegov tim je letio dronovima opremljenim lidar instrumentima do 500 metara visine kako bi mapirao kretanje oblaka. Ove godine, avion će preletjeti preostalih nekoliko metara kako bi procijenio bilo kakvu reakciju u oblacima iznad 500 metara.
Tim će također koristiti uzorkivače zraka na drugom istraživačkom brodu i meteorološke stanice na koraljnim grebenima i na kopnu kako bi proučio kako se čestice i oblaci prirodno miješaju kako bi poboljšao svoje modele.” Tada možemo početi promatrati kako se prosvjetljuje oblak, ako se provodi u većem opsegu. , mogli utjecati na ocean na poželjne i neočekivane načine,” rekao je Harrison.
Prema modeliranju koje je proveo Harrisonov tim, smanjenje svjetla iznad grebena za oko 6% smanjilo bi temperaturu grebena na srednjoj polici Velikog koraljnog grebena za ekvivalent od 0,6°C. Povećanje tehnologije da pokrije sve grebena—Veliki koraljni greben sastoji se od više od 2900 pojedinačnih grebena koji se protežu preko 2300 kilometara—bit će logistički izazov, rekao je Harrison, jer bi bilo potrebno oko 800 stanica za prskanje da rade mjesecima prije očekivanih visokih valova.Veliki koraljni greben toliko je velik da se može vidjeti iz svemira, ali prekriva samo 0,07% Zemljine površine. Harrison je priznao da postoje potencijalni rizici za ovaj novi pristup koji treba bolje razumjeti. Prosvjetljivanje oblaka, koje može poremetiti oblake ili promijeniti lokalne vremenske prilike i obrasci padalina, također je velika briga kod sijanja oblaka. To je tehnika koja uključuje zrakoplove ili dronove koji dodaju električne naboje ili kemikalije poput srebrnog jodida u oblace kako bi proizveli kišu. Ujedinjeni Arapski Emirati i Kina eksperimentirali su s tehnologijom za rješavanje problema s vrućinom ili onečišćenje zraka. Ali takve su mjere vrlo kontroverzne – mnogi ih smatraju vrlo opasnima. Sijanje i posvjetljivanje oblaka spada među takozvane intervencije "geoinženjeringa". Kritičari kažu da je previše riskantno ili da odvraća pažnju od smanjenja emisija.
Godine 2015. fizičar Pierrehumbert koautor je izvješća Nacionalnog istraživačkog vijeća o klimatskim intervencijama, upozoravajući na politička pitanja i pitanja upravljanja. No, novo izvješće Akademije, objavljeno u ožujku 2021., zauzelo je više podržavajuće stajalište o geoinženjeringu i preporučilo američkoj vladi da uložiti 200 milijuna dolara u istraživanje. Pierrehumbert je pozdravio istraživanje posvjetljivanja oceanskih oblaka, ali je otkrio probleme s opremom za raspršivanje koja je razvijena kao dio tekućeg istraživačkog projekta. Tehnologija bi mogla izmaknuti kontroli, rekao je.” Znanstvenici koji kažu da nije zamjena za emisije kontrole, oni neće biti ti koji će donositi odluke.”Australska vlada žestoko kritizirana zbog nedjelovanja u rješavanju klimatske krize i oslanjanja na proizvodnju električne energije iz ugljena, vidi potencijal posvjetljivanja oceanskih oblaka. U travnju 2020. pokrenula je program vrijedan 300 milijuna dolara za obnovu Velikog koraljnog grebena u travnju 2020. – ovo je financiranje financiralo istraživanje, razvoj tehnologije i testiranje više od 30 intervencija, uključujući prosvjetljivanje oceanskih oblaka. Iako su goleme investicijske mjere kao što je Yun Zengliang još uvijek kontroverzne. Skupine za zaštitu okoliša tvrde da bi to moglo predstavljati ekološke rizike i odvratiti pažnju od napora da se ograniče emisije stakleničkih plinova.
Ali čak i ako se prosvjetljivanje oblaka pokaže učinkovitim, Harrison ne misli da će to biti dugoročno rješenje za spas Velikog koraljnog grebena."Posvjetljivanje oblaka može donijeti samo ograničeno hlađenje", rekao je, a s obzirom na to da će se klimatska kriza vjerojatno pogoršati, učinci bilo kakvog posvjetljivanja uskoro će biti prevladani. Umjesto toga, tvrdi Harrison, cilj je kupiti vrijeme dok zemlje smanje svoje emisije."Prekasno je nadati se da možemo brzo smanjiti emisije kako bismo spasili koraljne grebene bez ikakve intervencije."
Postizanje neto nulte emisije do 2050. zahtijevat će inovativna rješenja na globalnoj razini. U ovoj seriji, Wired, u partnerstvu s inicijativom Rolex Forever Planet, ističe pojedince i zajednice koji rade na rješavanju nekih od naših najhitnijih ekoloških izazova. Proizvedena je u partnerstvo s Rolexom, ali sav je sadržaj uređivački neovisan.saznajte više.