Geinženjering za prestanak topljenja arktičkog leda

Nova istraživanja znanstvenika iz NASA-e, JPL-a i drugih američkih znanstvenih agencija pokazuju da se količina leda na Arktiku smanjila za 36 posto u jesen i devet posto zimi tijekom posljednjeg desetljeća.

Te podatke je otkrilo istraživanje koje koristi kombinirane zapise mjerenja leda s NASA-inog satelita za nadmorsku visinu leda, oblaka i kopna (ICESat), satelita CryoSat-2 Europske svemirske agencije, istraživanja iz zraka i oceanskih senzora.

Rad koji se nadovezuje na prethodna istraživanja koja koriste podmorske i satelitske podatke NASA-e, potvrđuje procjene računalnih modela koji su pokazali smanjenje volumena leda tijekom posljednjeg desetljeća i gradi temelje za višedecenijske podatke o promjenama volumena morskog leda.

U izvješću objavljenom online u časopisu Geophysical Research Letters, velika međunarodna suradnja znanstvenika predstavila je svoj rad na izračunavanju volumena leda na Arktiku. Satelitska mjerenja potvrđena su korištenjem podataka iz NASA-ine operacije IceBridge, oceanskih senzora i europske znanstvene ekspedicije u zraku. To je uspoređeno s ranijim podacima o količini morskog leda iz NASA-inog ICESat-a, koji je došao do kraja svog životnog vijeka 2009. godine.

Istraživači su otkrili da je od 2003. do 2008. jesenska količina leda u prosjeku iznosila 11.900 kubičnih kilometara. Ali od 2010. do 2012. prosječni volumen pao je na 7.600 kubičnih kilometara, što je pad od 4.300 kubičnih kilometara. Prosječna količina leda zimi od 2003. do 2008. bila je 16.300 kubičnih kilometara, dok je pala na 14.800 kubičnih kilometara između 2010. i 2012., što je razlika od 1.500 kubičnih kilometara.

Studija, koju su financirali Nacionalno vijeće za istraživanje okoliša Ujedinjenog Kraljevstva, Europska svemirska agencija, Njemački svemirski centar, Alberta Ingenuity, NASA, Ured za pomorska istraživanja i Nacionalna zaklada za znanost, a vodio ju je profesor Seymour Laxon sa Sveučilišta u Londonu, označava prve procjene volumena leda iz CryoSat 2, koji je lansiran 2010. "To je važno postignuće i prekretnica za CryoSat-2," rekao je koautor Ron Kwok iz NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija. Kombiniranje sastojaka

Što se ledene ploče više tope, veća je stopa opadanja leda koji ostaje dok se ne suočimo s nizom katastrofa poput porasta razine mora koji prijeti iskorjenjivanjem čitavih naroda koji se nalaze na niskim područjima priobalja i  niskim otocima.

Trenutno je jedina nada za rješavanje tog problema prestanak potrošnje fosilnih goriva, no neki znanstvenici kažu da bismo si mogli kupiti malo vremena geoinženjeringom.

Profesor John Moore iz Arktičkog centra sa Sveučilišta u Laponiji, kaže da smo odavno prošli točku u kojoj će samo smanjenje emisija biti učinkovito. "Stvari poput topljenja ledenih ploča i drugih prijelomnih točaka dogodit će se bez obzira na to". 

Moore je jedna od osoba iza izvješća Frozen Arctic koje su izradila Sveučilišta Arktika i Laponije zajedno s thinktankom GRID-Arendal kojeg podržava UN. To je pregled šezdeset geoinženjerskih projekata koji bi mogli usporiti ili preokrenuti topljenje pola. Tim istraživača odlučio je ispitati svaku ideju, od onih koje već postoje do onih na rubu znanosti.

"Željeli smo biti temeljiti", rekao je Moore, "jer čak i najluđa ideja može sadržavati grumen zlata." Svaki je pristup dobio kratku analizu, ispitujući je li izvediv na znanstvenoj ili praktičnoj osnovi, bi li mogao biti od pomoći i koliko bi koštao. Izvješće je čak otišlo toliko daleko da se osvrnulo na smrznute ledene kompozite Pykrete, inicijativu iz Drugog svjetskog rata za stvaranje umjetnih ledenjaka za stratešku upotrebu miješanjem piljevine ili papirnatih proizvoda u led.

Ako nemate vremena da pročitate čitavo izviješće koje ima 195 stranica, reći ćemo vam samo nekoliko ideja.

Jedna od njih je upravljanje sunčevim zračenjem, tj. povećanje reflektiranja polarnih područja kako bi se više sunčeve topline odbijalo. Drugo, postoji umjetno stvaranje leda kako bi se nadoknadilo ono što je već izgubljeno. Treće je ogroman inženjerski rad na podupiranju, izolaciji i zaštiti preostalog leda, poput izrade masivnih podvodnih zidova koji djeluju kao barijera protiv mora kako postaju toplija. Konačno, postoje mjere koje mogu samo malo pomoći u rješavanju problema, poput sprječavanja flore i faune (i topline koju zrače) da zadiru u regije koje bi trebale ostati zamrznute.

Ako ste klimatolog, vjerojatno je najočitiji pristup prvi, jer smo već vidjeli njegove pozitivne učinke. Albedo je klimatski znanstveni pojam koji opisuje kako bijeli led djeluje kao golemi reflektor, odbijajući puno sunčeve topline. Ledena doba dramatično povećavaju albedo, ali postoje noviji primjeri kao što je slučaj kad je 1991. godine eruptirao Mount Pinatubo, vulkan na Filipinima, izbacivši ogromnu količinu vulkanskog pepela u atmosferu. Prema NOAA-i, pepeo izbačen u atmosferu pomogao je reflektirati mnogo sunčeve topline od Zemlje, uzrokujući privremeni globalni učinak hlađenja od otprilike 1,5 stupnjeva celzijusa. Razaranje Pinatuba nije poželjno, kao ni oštećenje ozona koje je uzrokovalo, ali taj učinak hlađenja mogao bi biti vitalan za usporavanje globalnog zagrijavanja i topljenja pola.

To je moguće učiniti na umjetan način zasijavanjem oblaka kemikalijama iz aviona ili zemaljskim generatorima dima, koji se također mogu koristiti za pomicanje kišnih oblaka. Ovo je taktika koja se već koristi u Kini kako bi se stvorila kiša za poljoprivredu i ublažile suše. U tom kontekstu, oblaci bi djelovali kao barijera između sunca i ledenih kapa, odbijajući više sunčevog zračenja od površine Zemlje. Nažalost, postoji problem s ovim pristupom, a to je da je nevjerojatno skup. Izvješće kaže da je to održivo samo kada su pravi oblaci iznad glave, a posao bi zahtijevao izgradnju goleme infrastrukture u blizini. Da ne spominjemo da sve to još nije dokazano.

Drugi na ljestvici klimatskih pristupa je izgradnja 'zamrzivača' za hlađenje postojećeg leda i stvaranje više leda. Nažalost, mnoge ideje u ovom području zaboravljaju da ledene ploče nisu samo veliki blokovi nepomičnog leda i da se zapravo mogu pomicati. Uzmimo ideju o bušenju oko 3 km u ledenu ploču i ispumpavanju tople vode da se ohladi. Zahvaljujući ledu i vodi koji se stalno pomiču, novo mjesto moralo bi se bušiti prilično redovito.

Postoji još jedan problem. Izvješće kaže da je jedan projekt bušenja rupe dubine 2,5 km potrošio 450.000 litara goriva. Da ne spominjemo koliko bi energije potrošili za pokretanje izmjenjivača topline ili zamrzivača za stvaranje svježeg leda u takvim razmjerima. To je znatna količina onečišćenja stakleničkim plinom za projekt koji treba poništiti upravo tu vrstu štete. Odlaganje sloja umjetno napravljenog snijega na planinu može biti dobro za skijalište, ali ne i za cijeli planet. 

Jedna od strategija koja se razmatra je ubrizgavanje sumpora u atmosferu kako bi se ponovili učinci hlađenja uočeni nakon velikih vulkanskih erupcija. Sumpor bi formirao SO2, stvarajući debele slojeve gustih oblaka kako bi spriječio više topline da dopre do leda. Ali ako imate prirodoslovno znanje na razini srednje škole, to je zastrašujuća perspektiva s obzirom na to da bi se sumporni dioksid razložio u sumpornu kiselinu, a sliku kisele kiše koja se slijeva iz oblaka bilo bi teško prodati stanovništvu.

Naravno, Moore zna da zaključci Frozen Arctic izvješća nisu previše optimistični u pogledu brzog rješenja. On smatra da bi njegovi zaključci trebali poslužiti kao poziv na buđenje. "Nitko neće riješiti nešto za cijeli Arktički ocean preko noći, ali ovo je vrijeme za pronalaženje ideja koje bi mogle biti vrijedne i zatim  otkrivanje jesu li stvarno korisne" i dodao kako "inženjeri mogu učiniti gotovo sve što od njih zatražite ako uložite dovoljno resursa u to."

Po njemu je jedina alternativa ne činiti ništa, a svaki dan kada odlučimo ne učiniti ništa, prihvaćamo sve više štete koja dolazi.