Επικίνδυνο ή Ευφυές; Η Γεωμηχανική Μπορεί να Κατέχει το Κλειδί για την Αντιμετώπιση της Κλιματικής Αλλαγής

Ο όρος γεωμηχανική μπορεί να ακούγεται τολμηρός στην αρχή. Πώς μπορεί κάποιος να σχεδιάσει κάτι φυσικό ή γεωλογικό; Ωστόσο, δεν πρόκειται καθόλου για δράση ενάντια στη φυσική πορεία. Είναι το αντίθετο. Συχνά αποκαλούμενη «σχέδιο B του κλίματος», είναι ένας τρόπος για να αντιμετωπιστεί η υπερθέρμανση του πλανήτη ή η κλιματική αλλαγή. 

Το πρόγραμμα έρευνας ηλιακής γεωμηχανικής του Πανεπιστημίου Harvard ορίζει τη γεωμηχανική ως «σύνολο αναδυόμενων τεχνολογιών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το περιβάλλον και εν μέρει να αντισταθμίσουν ορισμένες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής». 

Το Πρόγραμμα Γεωμηχανικής του Πανεπιστημίου Harvard βλέπει τον τομέα ως σύνθεση δύο ευρέων κατηγοριών: γεωμηχανική άνθρακα ή αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα (CDR) και ηλιακή γεωμηχανική ή διαχείριση ηλιακής ακτινοβολίας (SRM). 

Ορισμένες μελέτες έχουν ενσωματώσει μια τρίτη κατηγορία, την τροποποίηση του καιρού. Αυτές οι κατηγορίες μπορούν να έχουν περαιτέρω υποκατηγορίες. Αλλά πριν εμβαθύνουμε σε αυτές, ας δούμε τι σημαίνουν τα CDR και SRM.

Η γεωμηχανική άνθρακα, ή αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα, όπως φαίνεται από το όνομα, στοχεύει στην αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Αυτή η προσέγγιση θεωρεί τη συσσώρευση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ως τη ριζική αιτία της κλιματικής αλλαγής. Το διοξείδιο του άνθρακα βλάπτει το περιβάλλον μέσω της αλυσίδας εκπομπών από τη συγκέντρωση στη θερμοκρασία στην επίπτωση. Και ο στόχος της γεωμηχανικής άνθρακα είναι να σπάσει τον δεσμό από τις εκπομπές στη συγκέντρωση. 

Ο δεσμός από τη συγκέντρωση στη θερμοκρασία είναι αυτό που η ηλιακή γεωμηχανική ή διαχείριση ηλιακής ακτινοβολίας προσπαθεί να σπάσει. Πιο συγκεκριμένα, στοχεύει στην ανάκλαση ενός μικρού μέρους του ηλιακού φωτός στο διάστημα. Αυξάνοντας την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που επιστρέφει στο διάστημα, αυτή η διαδικασία επιδιώκει να ψύξει τον πλανήτη.  

Ωστόσο, και οι δύο αυτοί τύποι γεωμηχανικής μπορούν να χωριστούν σε πολλαπλές υποκατηγορίες, ανάλογα με την τοποθεσία όπου αντιμετωπίζονται και τις περιοχές που επηρεάζουν. 

Τύποι Γεωμηχανικής

Η διαχείριση ηλιακής ακτινοβολίας λειτουργεί μέσω πολλαπλών τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένης της ένεσης αεροσπογών στη στρατόσφαιρα, της τροποποίησης του αλμπέντο της επιφάνειας και των μικροφυσαλίδων. 

Η αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα, από την άλλη πλευρά, μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω τεχνολογικών παρεμβάσεων όπως η σύλληψη και αποθήκευση άνθρακα, η άμεση σύλληψη αέρα, η χρήση και αποθήκευση σύλληψης άνθρακα, η βιοενέργεια με σύλληψη και αποθήκευση άνθρακα, η λίπανση των ωκεανών, η ενισχυμένη διάβρωση και η ενισχυμένη φωτοσύνθεση. Κάθε μία από αυτές τις τεχνολογίες διαφέρει από τις άλλες.

Ένθεση Αεροσπογών στη Στρατόσφαιρα

Αυτή η διαδικασία στοχεύει στην ψεκασμό μεγάλων ποσοτήτων μικροσκοπικών αντανακλαστικών σωματιδίων στη στρατόσφαιρα για να ψύξει τον πλανήτη αντανακλώντας το ηλιακό φως στο διάστημα. Η προτεινόμενη γκάμα αντανακλαστικών σωματιδίων περιλαμβάνει διοξείδιο του θείου, ψιλοκοκκοποιημένο αλάτι ή ανθρακικό ασβέστιο. Ο ψεκασμός θα μπορούσε να γίνει από αεροσκάφη χρησιμοποιώντας πυροβόλα ή μεγάλες σωλήνες για να φτάσει στον ουρανό.

Σύμφωνα με μια μελέτη που ηγήθηκε ερευνητές του Πανεπιστημίου Indiana, η διάσπαση σωματιδίων που αντανακλούν το ηλιακό φως στην ατμόσφαιρα θα μπορούσε να επιβραδύνει τη γρήγορη τήξη στη Δυτική Ανταρκτική και να μειώσει τον κίνδυνο καταστροφικής άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Ο Paul Goddard, ερευνητής του Πανεπιστημίου Indiana και κύριος συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί τα πιθανά οφέλη αυτής της προσέγγισης. Δήλωσε:

«Η εξερεύνηση τρόπων για την ανάκλαση του ηλιακού φωτός στο διάστημα πριν απορροφηθεί από το κλιματικό σύστημα της Γης θα μπορούσε να μας δώσει περισσότερο χρόνο για να αντιμετωπίσουμε την κλιματική αλλαγή και να αποφύγουμε ή να καθυστερήσουμε τα κλιματικά όρια, όπως η κατάρρευση του παγόπλαστου της Δυτικής Ανταρκτικής.»

Τροποποίηση Αλμπέντο Επιφάνειας

Αυτή η προτεινόμενη τεχνική γεωμηχανικής στοχεύει στην ανάκλαση περισσότερου ηλιακού φωτός στο διάστημα ενισχύοντας το αλμπέντο της Γης, ένα μέτρο του πόσο φως του Ήλιου αντανακλάται πίσω στο διάστημα από την επιφάνεια της Γης.

Μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της καλλιέργειας φυτών που αντανακλούν περισσότερο φως, της κάλυψης μεγάλων ερημιών ή περιοχών πάγου με αντανακλαστικά υλικά, του λεύκανσης κορυφών βουνών και στέγων με λευκό χρώμα, κ.ά.

Για περισσότερα συμφραζόμενα, ένα υψηλό αλμπέντο είναι όταν η πλειονότητα της ακτινοβολίας αντανακλάται. Αντίθετα, μια επιφάνεια χαμηλού αλμπέντο αναφέρεται σε σκοτεινές ωκεάνιες επιφάνειες που αντανακλούν μικρό ποσοστό και απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας με τη μορφή θερμότητας.

Φωτεινότητα Θαλασσίων Σύννεφων

Ο σκοπός αυτής της τεχνικής είναι η δημιουργία ή παραγωγή πιο λευκών σύννεφων ως μέσο για την ανάκλαση περισσότερου ηλιακού φωτός στο διάστημα. Για να επιτευχθεί αυτό, η προτεινόμενη τεχνολογία στοχεύει στην ενίσχυση της συγκέντρωσης μικρότερων σταγονιδίων σύννεφων.

Οι υποστηρικτές αυτής της τεχνολογίας προτείνουν την εκτόξευση μεγάλων ποσοτήτων μικροσκοπικών σωματιδίων όπως αεροσπογούς θαλασσινού αλατιού στα θαλασσια σύννεφα, τα οποία θα λειτουργούν ως πυρήνες συμπύκνωσης σύννεφων.

Για να φτάσουν τα σωματίδια στα σύννεφα, η πρόταση προτείνει την ένεση αλμυρών αεροσπογών σε στρώματα θαλασσίων σύννεφων ψεκάροντας θαλασσινό νερό από σκάφη με ακροφύσια ικανά να μετατρέπουν το αλμυρό νερό σε μικροσκοπικά σωματίδια.

Μικροφυσαλίδες

Αυτή η τεχνική γεωμηχανικής προτείνει την ένεση μικροφυσαλίδων σε υδάτινα σώματα ή θαλασσινή αφρό για να τις ψεκάσει στην επιφάνεια του ωκεανού. Ο στόχος είναι η ανάκλαση περισσότερου ηλιακού φωτός στο διάστημα αλλάζοντας το αλμπέντο των υδάτινων επιφανειών.

Μια πιο φωτεινή επιφάνεια νερού θα είχε υψηλότερο αλμπέντο, με αποτέλεσμα μειωμένη απορρόφηση και λιγότερη μετατροπή της ενέργειας του Ήλιου σε θερμότητα. Τώρα, θα εξετάσουμε μερικές από τις τεχνικές αφαίρεσης διοξειδίου του άνθρακα.

Σύλληψη και Αποθήκευση Άνθρακα

Αυτή η διαδικασία αναπτύχθηκε αρχικά από τη βιομηχανία πετρελαίου και συχνά ονομάζεται τεχνική Ενισχυμένης Ανάκτησης Πετρελαίου (EDR). Λειτουργεί αντλώντας πιεσμένο διοξείδιο του άνθρακα σε πετρελαιοφόρους δεξαμενές για να εξάγει τα υπόλοιπα αποθέματα από γηράσκοντα πεδία πετρελαίου και να ανακτήσει πετρέλαιο που διαφορετικά θα ήταν απρόσιτο.

Άμεση Σύλληψη Αέρα

Μια άλλη προτεινόμενη τεχνολογία Αφαίρεσης Αερίων Θερμοκηπίου (GGR), η Άμεση Σύλληψη Αέρα, θα μπορούσε να αφαιρέσει το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη σε μεγάλη κλίμακα. Η τεχνική σχεδιάζει να αξιοποιήσει χημικές αντιδράσεις για να καθαρίσει το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα με ουσίες που ενδέχεται να λειτουργούν ως επιλεκτικό φίλτρο διοξειδίου του άνθρακα. Υπάρχουν δύο αναπτυγμένες διαδικασίες: υγρά διαλύματα και στερεά απορροφητικά υλικά.

Ένα παράδειγμα υγρού διαλύματος θα μπορούσε να είναι μια ισχυρή λύση υδροξειδίου για να διαλυθεί το διοξείδιο του άνθρακα. Εναλλακτικά, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να προσκολληθεί στην επιφάνεια ενός στερεού απορροφητικού, όπως ένα πλαστικό ρητίνη.

Χρήση και Αποθήκευση Σύλληψης Άνθρακα

Αυτή η τεχνολογία προτείνει την αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα με σύλληψη του αερίου από βιομηχανικές εκπομπές ή απευθείας από την ατμόσφαιρα. Το συλληφθέν αέριο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για κατασκευές. Παραμένει αποθηκευμένο σε κατασκευασμένα προϊόντα μέχρι να απελευθερωθεί ξανά στην ατμόσφαιρα.

Κάντε κλικ εδώ για τη λίστα των καλύτερων μετοχών σύλληψης άνθρακα για επένδυση.

Βιοενέργεια με Σύλληψη και Αποθήκευση Άνθρακα

Όπως φαίνεται από το όνομα, αυτή η προτεινόμενη τεχνική στοχεύει στη σύλληψη του διοξειδίου του άνθρακα από εφαρμογές βιοενέργειας και στην αποθήκευσή του μέσω Σύλληψης και Αποθήκευσης Άνθρακα ή στην επαναχρησιμοποίηση του με σύλληψη άνθρακα.

Λίπανση Ωκεανού

Αυτή η θεωρητική τεχνολογία προτείνει την απόρριψη μεγάλων όγκων μικρο- και μακροθρεπτικών ουσιών σε περιοχές του ωκεανού όπου η βιολογική παραγωγικότητα είναι χαμηλή. Ο στόχος είναι η ενθάρρυνση της ανάπτυξης φυτοπλαγκτόν που θα απορροφήσει το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και θα το αποθηκεύσει. Τα διαθέσιμα δεδομένα δείχνουν προς τουλάχιστον δεκαέξι πειράματα ανοιχτής ωκεανολογικής λίπανσης τα τελευταία 30 χρόνια. 

Ενισχυμένη Διάβρωση

Η προτεινόμενη παρέμβαση της ενισχυμένης διάβρωσης στοχεύει στην αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα διασκορπίζοντας μεγάλα κομμάτια επιλεγμένου και ψιλοκοκκοποιημένου πετρώματος σε εκτεταμένες περιοχές γης, παραλίες και θαλάσσιες επιφάνειες. Η διαδικασία αντλεί έμπνευση από τη φυσική διαδικασία διάβρωσης των πυριτικών και ανθρακικών πετρωμάτων.

Οι υποστηρικτές αυτής της θεωρίας επιδιώκουν να δημιουργήσουν μια αργή διαδικασία καρβονικοποίησης που θα καταναλώνει και θα απορροφά περίπου ένα δισεκατομμύριο τόνους διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα κάθε χρόνο.

Ενισχυμένη Φωτοσύνθεση

Η ενισχυμένη φωτοσύνθεση θα εξυπηρετήσει τον σκοπό της μέσω γενετικής τροποποίησης φυτών και άλγης. Θα λειτουργήσει σε καλλιέργειες όπως το ρύζι, το σιτάρι, το βαμβάκι και τα δέντρα. Ο στόχος είναι να κάνει αυτές τις καλλιέργειες να μεταβολίζουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα με την υπόθεση ότι αυτά τα φυτά θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν επιπλέον άνθρακα στο έδαφος. 

Με όλες αυτές τις παρεμβάσεις γεωμηχανικής έτοιμες για υλοποίηση, πρέπει να εκτιμηθεί προσεκτικά πόσο ωφέλιμες ή επικίνδυνες θα μπορούσαν να είναι στην πραγματική ζωή. Θα εξετάσουμε μερικές από τις πιο δημοφιλείς τεχνικές και τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους.

Τα Πιθανά Οφέλη και Κίνδυνοι της Γεωμηχανικής

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Ένεσης Αεροσπογών στη Στρατόσφαιρα

Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να αποδειχθεί ως λύση στην παγκόσμια υπερθέρμανση αντισταθμίζοντας τη θέρμανση του πλανήτη από έναν διπλασιασμό του διοξειδίου του άνθρακα. Δεδομένου ότι λειτουργεί με το μοντέλο του πώς μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις ψύχουν τον πλανήτη, είναι μια γνωστή διαδικασία. Είναι επίσης προσιτή και εφικτή.

Τα αναμενόμενα μειονεκτήματα θα μπορούσαν να είναι η μείωση των βροχοπτώσεων ή η αλλαγή των περιφερειακών κλιματικών συνθηκών, με αποτέλεσμα φυσικές καταστροφές. Αυτή η διαδικασία δεν θα σταματήσει την όξυνση των ωκεανών, και η διακοπή της διαδικασίας θα μπορούσε να οδηγήσει σε γρήγορη θέρμανση του πλανήτη εάν τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα συνεχίσουν να αυξάνονται.

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Φωτεινότητας Θαλασσίων Σύννεφων

Το κύριο πλεονέκτημα της φωτεινότητας θαλασσίων σύννεφων είναι η αντιστάθμιση όλης της θέρμανσης από έναν διπλασιασμό του διοξειδίου του άνθρακα. Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να είναι η δυνατότητα ψύξης των πολών περισσότερο από τις τροπικές περιοχές, επιβραδύνοντας ή σταματώντας την απώλεια πάγου. Η διαδικασία δεν απαιτεί τοξικές χημικές ουσίες και είναι προσιτή και εφικτή.

Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι η φωτεινότητα θαλασσίων σύννεφων βρίσκεται ακόμη σε θεωρητικό στάδιο, χωρίς πραγματικές δοκιμές και με τις απαραίτητες τεχνολογίες να είναι κυρίως μη διαθέσιμες. Η διαδικασία μπορεί να μειώσει τις βροχοπτώσεις και να αλλάξει τις περιφερειακές κλιματικές συνθήκες με συνέπειες τόσο καταστροφικές όσο η ξήρανση του Αμαζονίου.

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Ενισχυμένης Φωτοσύνθεσης

Το σχέδιο είναι να μετατραπούν τα φυτά σε βιοκαρβούνιο και να τα κάνουν να απορροφούν τον άνθρακα ώστε τελικά να ενσωματωθούν στο έδαφος. Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα αυτής της διαδικασίας είναι ότι είναι ασφαλής και στοχεύει στην επιβράδυνση της κλιματικής αλλαγής αντί να προσπαθήσει να την αντιστρέψει δραστικά. Σε αντίθεση με πολλές άλλες τεχνολογίες γεωμηχανικής, η ενισχυμένη φωτοσύνθεση έχει τη δυνατότητα να επιβραδύνει το ρυθμό της όξυνσης των ωκεανών.

Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα της ενισχυμένης φωτοσύνθεσης δεν έχει ακόμη αποδειχθεί. Πολλοί ειδικοί θεωρούν ότι θα μπορούσε να αντισταθμίσει το πολύ το 10 τοις εκατό της θέρμανσης λόγω ενός διπλασιασμού του διοξειδίου του άνθρακα. Η διαδικασία θεωρείται επίσης ανίκανη να αποτρέψει μεγάλες άνοδοι της στάθμης της θάλασσας.

Τα Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Λίπανσης Ωκεανού

Η λίπανση του ωκεανού είναι ασφαλής και στοχεύει στην επιβράδυνση του ρυθμού αλλαγής αντί να αλλάξει δραστικά την πορεία. Είναι επίσης ικανή να επιβραδύνει το ρυθμό της όξυνσης των ωκεανών.

Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η αποτελεσματικότητά της μπορεί να είναι πολύ περιορισμένη και να αντισταθμίσει μόνο το 5 τοις εκατό της θέρμανσης που προκύπτει από έναν διπλασιασμό του διοξειδίου του άνθρακα. Η εφαρμογή αυτής της διαδικασίας μπορεί επίσης να οδηγήσει σε πρόκληση ή επιτάχυνση της αποξήρανσης των ωκεανών και σε ζημιά στα θαλάσσια οικοσυστήματα.

Ενώ πολλές από τις τεχνικές γεωμηχανικής είναι θεωρητικές και περιμένουν την εφαρμογή στην πραγματική ζωή, υπάρχουν ορισμένες επιχειρήσεις που έχουν ξεκινήσει με αυτήν με κάποιο τρόπο.  

Εταιρείες που Εργάζονται σε Εφαρμογές Γεωμηχανικής

1. Make Sunsets

Η Make Sunsets εργάζεται κυρίως με την τεχνική των Ενέσεων Αεροσπογών στη Στρατόσφαιρα. Σύμφωνα με τα δεδομένα που δημοσιοποίησε η εταιρεία, έχει εκτοξέσει 28 μπαλόνια και αντισταθμίσει 4.791 τόνους-έτη θέρμανσης. Η εταιρεία πιστεύει ότι η SAI είναι μια άμεση και απαραίτητη λύση για την ψύξη του πλανήτη και μπορεί να αγοράσει χρόνο για την ανθρωπότητα ώστε να μεταβεί σε ένα πιο βιώσιμο μέλλον.

Make Sunsets τοποθετεί τον εαυτό της ως εταιρεία ανάκλασης ηλιακού φωτός που δημιουργεί βιοδιασπώμενα αντανακλαστικά σύννεφα σε μεγάλα υψόμετρα για να ψύξει τον πλανήτη. Έχει την έδρα της στο Box Elder, Νότια Δακότα, Ηνωμένες Πολιτείες. Η εταιρεία συγκέντρωσε προ-σπορά χρηματοδότηση ύψους 750.000 δολαρίων ΗΠΑ από τις Boost VC και Pioneer Fund τον Δεκέμβριο του 2022.

Γεωμηχανική: Επικίνδυνη ή Ευφυής

Η κλιματική αλλαγή είναι πραγματικότητα και υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αντιμετωπιστούν αυτές οι ανησυχίες μέσω επιστημονικών και τεχνολογικών μέσων όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Το αν η Γεωμηχανική θα μπορούσε να είναι η απάντηση θα το αποφασίσει το μέλλον. Βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια υλοποίησης και πολλές από τις τεχνικές περιορίζονται μόνο σε θεωρητικές εννοιολογήσεις.

Στη θετική πλευρά, η υλοποίηση της SAI έχει αποδειχθεί σχετικά φθηνή σε σύγκριση με άλλες στρατηγικές μετριασμού κλίματος μεγάλης κλίμακας. Αν δεν αποτελεί πλήρη λύση από μόνη της, μπορεί να λειτουργήσει ως συμπλήρωμα σε άλλες στρατηγικές, λειτουργώντας ως προσωρινό μέτρο ενώ αναπτύσσονται και εφαρμόζονται μακροπρόθεσμες προσπάθειες μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

Αλλά όλα αυτά πρέπει να γίνονται με προσοχή. Πρέπει να διασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρξουν βλαβερές ή ανεπιθύμητες συνέπειες, όπως η εξασθένιση του όζοντος ή η γρήγορη ανάκαμψη, όταν η διαδικασία διακοπεί.

Πρέπει να γίνει περισσότερη επιστημονική και τεχνολογική έρευνα για να διαπιστωθεί η βιωσιμότητα της γεωμηχανικής. Ωστόσο, σίγουρα ανοίγει και διευρύνει τον ορίζοντα της επιστημονικής σκέψης για την απόκτηση περισσότερων ιδεών σχετικά με το πώς η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά.