مقابله با گرمایش جهانی از اعماق اقیانوس‌ها
گرمایش جهانی در سال‌های اخیر به تهدیدی بزرگ برای ادامه حیات این کره خاکی تبدیل شده‌است. تاکنون دانشمندان و محققان سراسر دنیا برای مقابله با تغییرات آبوهوا و گرمایش جهانی که اثرات مخربی روی محیط‌زیست‌مان داشته‌است، طرح‌های مختلفی پیشنهاد داده‌اند. یکی از این اقدامات مهندسی آبوهوا بوده‌است که به موجب آن، محققان در سازوکار اقلیم زمین، به عمد تغییراتی ایجاد می‌کنند تا به یک نتیجه زیست‌محیطی مطلوب برسند. در ادامه برخی از مهم‌ترین طرح‌های پیشنهادی در این خصوص را بررسی خواهیم کرد. این طرح‌ها همگی تاکنون در مقیاس‌های کوچک بررسی شده و هنوز در سطح وسیعی به‌کار گرفته نشده‌اند اما در صورت موفقیت در سطح وسیع اثرگذاری‌های قابل توجهی در مقابله با گرمایش جهانی به دنبال خواهند داشت.
اخیرا دانشمندان برای رسیدن به کربن صفر، ایده مهندسی آبوهوا را برای اقیانوس‌ها مطرح کرده‌اند. البته همان‌قدر که دستکاری زمین با خطرات و پیامدهای منفی همراه است، دخالت در سازوکار محیط‌های بسیار حساس دریایی هم عواقب بدی دارد.
با این‌حال نبود پیشرفت در مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای، ضرورت بررسی این‌گونه طرح‌ها و پروژه‌ها را نشان می‌دهد. در واقع سرعت تغییرات آبوهوا و گرمایش زمین و همچنین قصد انسان برای رسیدن به کربن صفر تا اواسط قرن جاری نشان می‌دهد به‌کارگیری تکنیک‌هایی برای حذف دی‌اکسیدکربن از اتمسفر «اجتناب‌ناپذیر» است.
استفاده از ظرفیت اقیانوس‌ها
پیش از این روی خشکی، طرح‌های مختلفی برای جذب کربن ارائه شده‌بود. از میان این طرح‌ها می‌توان به طرح پیشنهادی کشور ایسلند اشاره کرد که جذب کربن از هوا و دفن آن در لایه‌های زیرین زمین است اما برای اجرایی کردن بیشتر این طرح‌ها در مقیاس وسیع به زمان نیاز است. به همین دلیل محققان بر این باورند که برای رسیدن به کربن صفر باید سراغ اقیانوس‌ها برویم.
استفاده از اقیانوس‌ها برای مقابله با گرمایش جهانی، طرح جدیدی نیست. استفاده از توربین‌های بادی با ارتفاع نزدیک به ۲۰۰متر در سواحل بریتانیا و کشورهای اطراف آن، یکی از این اقدامات است که به‌زودی دنیا هم از آن استقبال خواهدکرد. برای مثال، چین در پنج سال گذشته، به اندازه تمام کشورهای دنیا، نیروگاه بادی فراساحلی راه‌اندازی کرده‌است تا با تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر موجب مهار گازهای گلخانه‌ای شوند.
برداشت کربن از اعماق اقیانوس
در حال حاضر آسان‌ترین روش برای کاهش کربن، استفاده از درختان است. یا بنابر پیشنهاد محققان، می‌توان گیاهانی که هنگام رشد از کربن استفاده می‌کنند پرورش داد. سپس از سوزاندن این گیاهان برای تولید انرژی استفاده کرد و کربن متصاعد از آن را جمع‌آوری کرد.
اما کاشت گیاهان، علاوه‌بر زمین‌های وسیع به مقادیر زیادی آب برای آبیاری نیاز دارد. وجود این مشکلات، توجه به دریاها را منطقی نشان می‌دهد. اقیانوس‌ها ۷۰درصد مساحت زمین را پوشانده‌اند، بنابراین برای اجرای پروژه‌هایی که برای رسیدن به کربن صفر مطرح می‌شود، مساحت بیشتری در اختیار انسان خواهند گذاشت.
اقیانوس‌ها ۵۰برابر بیشتر از اتمسفر در خود کربن دارند و برداشت این مقدار کربن از اقیانوس می‌تواند جلوی گرمایش زمین را تا حد زیادی بگیرد. با استفاده از فناوری‌های اقیانوس‌محور و انرژی‌های تجدیدپذیر می‌توان سالانه حدود ۱۰میلیارد تن از کربن کاست اما این مقدار، حدود یک‌چهارم کربنی است که هر سال با فعالیت‌های انسان منتشر می‌شود.
محققان با تخصیص میلیون‌ها دلار در حال بررسی چگونگی استخراج کربن از اقیانوس‌ها هستند بدون این‌که پیامدی منفی برای محیط‌زیست دریا داشته‌باشد.
مهندسی برای برداشت کربن
از روش‌های استخراج کربن از اقیانوس‌ها می‌توان به روشی درست معادل جنگل‌کاری در خشکی اشاره کرد؛ احیای مخازن طبیعی ذخیره کربن، مانند جلبک‌های اشنه دریایی، علف‌های دریایی و مانگروها. ظرفیت این روش اما برای حذف کربن از اقیانوس‌ها محدود است و به همین دلیل محققان سراغ روش‌های مهندسی اقیانوس‌ها رفته‌اند.
پاشیدن ماده معدنی آهن در بخش‌هایی از اقیانوس، یکی دیگر از این راهکارهاست. این ماده برای تحریک رشد فیتوپلانکتون‌های جاذب کربن روی سطح اقیانوس‌ها عالی است.
ایده پشت این طرح این است که ماهی‌ها و دیگر موجودات اقیانوس‌ها از پلانکتون‌ها تغذیه کرده و وقتی این موجودات می‌میرند، به اعماق اقیانوس‌ها فرو می‌روند و به این‌ترتیب کربن حبس شده در بدن آنها در کف اقیانوس باقی می‌ماند. در واقع در این روش، ترکیبی مانند مدفوع نهنگ تولید می‌کند؛ وقتی نهنگ‌ها روی سطح آب مدفوع می‌کنند، مواد مغذی همچون فسفر و نیتروژن در آب آزاد می‌شود و این مواد موجب رشد بیشتر فیتوپلانکتون‌ها می‌شوند.
روش دیگری که محققان استرالیایی پیشنهاد داده‌اند، استفاده از لوله‌های مرتفع برای کشیدن آب سرشار از مواد مغذی اعماق اقیانوس به روی سطح دریاست تا به این ترتیب فیتوپلانکتون‌ها مواد کافی برای رشد داشته باشند.
تاکنون این طرح‌ها در مقیاس‌های کوچک آزمایش شده‌اند اما هنوز اعتمادبه‌نفس کافی برای به‌کارگیری آنها در مقیاس وسیع اقیانوس‌ها وجود نداشته است.
قلیایی کردن دریاها به منظور کنترل کربن
اصلی‌ترین مخالفت‌ها به طرح گسترش فیتوپلانکتون‌ها، احتمال بروز پیامد منفی زیست‌محیطی این اقدامات است. ایجاد جمعیت انبوهی از فیتوپلانکتون‌ها روی سطح اقیانوس‌ها، از مقدار اکسیژن محیط کم کرده و جلوی نفوذ نور خورشید به درون اقیانوس را می‌گیرد و زندگی موجودات دریایی را به خطر می‌اندازد. اکسیژن‌زدایی ناشی از گرم شدن هوا و اثرات روان‌آب‌های آلاینده که دائما از خشکی‌ها وارد دریاها می‌شوند و گسترش جمعیت فیتوپلانکتون‌ها، خبر بدی برای اقیانوس‌ها خواهدبود؛ چرا که محیط زندگی آنها را بیش از پیش عاری از اکسیژن و نور و تخریب خواهد کرد.
محققان در حال حاضر برای استخراج کربن از دریا روی تکنیک‌های دیگری متمرکز شده‌اند که در نتیجه آن بتوانند دریاها را قلیایی‌تر کنند. در واقع اقیانوس‌ها به‌دلیل فعالیت‌های انسانی در کارخانه‌ها و استفاده از خودروها و همچنین ماشین‌آلات، کربن‌های منتشر شده را به خود جذب کرده و به‌شدت به سمت اسیدی شدن پیش رفته‌اند. هرچه محیط دریا اسیدی‌تر شود، موجودات دریایی بیشتر صدمه می‌بینند اما قلیایی کردن دریا این مشکل را حل خواهد کرد.
البته قلیایی کردن دریا هم مشکلاتی به همراه دارد که یکی از آنها کاهش جمعیت پلانکتون‌ها و ماهی‌هایی است که از آنها تغذیه می‌کنند. صدمه به ماهی‌ها روی دیگر موجودات دریایی اثر منفی می‌گذارد.
با این حال محققان معتقدند چنانچه قلیایی کردن دریا را با روشی کنترل‌شده انجام دهند، می‌توانند جلوی عوارض منفی آن را بگیرند. در ضمن در آزمایش‌ها، مشخص شده قلیایی شدن دریا اثر بسیار مخربی روی موجودات آبزی ندارد.
محققان می‌گویند، وضعیت انتشار کربن چنان فاجعه‌بار است که باید هر چه سریع‌تر بهترین طرح‌های ممکن را به نتیجه رساند. نمی‌توان دیگر دست روی دست گذاشت و کاری انجام نداد.
منبع: New scientist
نادیا زکالوند - گروه دانش و سلامت
با این‌حال نبود پیشرفت در مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای، ضرورت بررسی این‌گونه طرح‌ها و پروژه‌ها را نشان می‌دهد. در واقع سرعت تغییرات آبوهوا و گرمایش زمین و همچنین قصد انسان برای رسیدن به کربن صفر تا اواسط قرن جاری نشان می‌دهد به‌کارگیری تکنیک‌هایی برای حذف دی‌اکسیدکربن از اتمسفر «اجتناب‌ناپذیر» است.
استفاده از ظرفیت اقیانوس‌ها
پیش از این روی خشکی، طرح‌های مختلفی برای جذب کربن ارائه شده‌بود. از میان این طرح‌ها می‌توان به طرح پیشنهادی کشور ایسلند اشاره کرد که جذب کربن از هوا و دفن آن در لایه‌های زیرین زمین است اما برای اجرایی کردن بیشتر این طرح‌ها در مقیاس وسیع به زمان نیاز است. به همین دلیل محققان بر این باورند که برای رسیدن به کربن صفر باید سراغ اقیانوس‌ها برویم.
استفاده از اقیانوس‌ها برای مقابله با گرمایش جهانی، طرح جدیدی نیست. استفاده از توربین‌های بادی با ارتفاع نزدیک به ۲۰۰متر در سواحل بریتانیا و کشورهای اطراف آن، یکی از این اقدامات است که به‌زودی دنیا هم از آن استقبال خواهدکرد. برای مثال، چین در پنج سال گذشته، به اندازه تمام کشورهای دنیا، نیروگاه بادی فراساحلی راه‌اندازی کرده‌است تا با تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر موجب مهار گازهای گلخانه‌ای شوند.
برداشت کربن از اعماق اقیانوس
در حال حاضر آسان‌ترین روش برای کاهش کربن، استفاده از درختان است. یا بنابر پیشنهاد محققان، می‌توان گیاهانی که هنگام رشد از کربن استفاده می‌کنند پرورش داد. سپس از سوزاندن این گیاهان برای تولید انرژی استفاده کرد و کربن متصاعد از آن را جمع‌آوری کرد.
اما کاشت گیاهان، علاوه‌بر زمین‌های وسیع به مقادیر زیادی آب برای آبیاری نیاز دارد. وجود این مشکلات، توجه به دریاها را منطقی نشان می‌دهد. اقیانوس‌ها ۷۰درصد مساحت زمین را پوشانده‌اند، بنابراین برای اجرای پروژه‌هایی که برای رسیدن به کربن صفر مطرح می‌شود، مساحت بیشتری در اختیار انسان خواهند گذاشت.
اقیانوس‌ها ۵۰برابر بیشتر از اتمسفر در خود کربن دارند و برداشت این مقدار کربن از اقیانوس می‌تواند جلوی گرمایش زمین را تا حد زیادی بگیرد. با استفاده از فناوری‌های اقیانوس‌محور و انرژی‌های تجدیدپذیر می‌توان سالانه حدود ۱۰میلیارد تن از کربن کاست اما این مقدار، حدود یک‌چهارم کربنی است که هر سال با فعالیت‌های انسان منتشر می‌شود.
محققان با تخصیص میلیون‌ها دلار در حال بررسی چگونگی استخراج کربن از اقیانوس‌ها هستند بدون این‌که پیامدی منفی برای محیط‌زیست دریا داشته‌باشد.
مهندسی برای برداشت کربن
از روش‌های استخراج کربن از اقیانوس‌ها می‌توان به روشی درست معادل جنگل‌کاری در خشکی اشاره کرد؛ احیای مخازن طبیعی ذخیره کربن، مانند جلبک‌های اشنه دریایی، علف‌های دریایی و مانگروها. ظرفیت این روش اما برای حذف کربن از اقیانوس‌ها محدود است و به همین دلیل محققان سراغ روش‌های مهندسی اقیانوس‌ها رفته‌اند.
پاشیدن ماده معدنی آهن در بخش‌هایی از اقیانوس، یکی دیگر از این راهکارهاست. این ماده برای تحریک رشد فیتوپلانکتون‌های جاذب کربن روی سطح اقیانوس‌ها عالی است.
ایده پشت این طرح این است که ماهی‌ها و دیگر موجودات اقیانوس‌ها از پلانکتون‌ها تغذیه کرده و وقتی این موجودات می‌میرند، به اعماق اقیانوس‌ها فرو می‌روند و به این‌ترتیب کربن حبس شده در بدن آنها در کف اقیانوس باقی می‌ماند. در واقع در این روش، ترکیبی مانند مدفوع نهنگ تولید می‌کند؛ وقتی نهنگ‌ها روی سطح آب مدفوع می‌کنند، مواد مغذی همچون فسفر و نیتروژن در آب آزاد می‌شود و این مواد موجب رشد بیشتر فیتوپلانکتون‌ها می‌شوند.
روش دیگری که محققان استرالیایی پیشنهاد داده‌اند، استفاده از لوله‌های مرتفع برای کشیدن آب سرشار از مواد مغذی اعماق اقیانوس به روی سطح دریاست تا به این ترتیب فیتوپلانکتون‌ها مواد کافی برای رشد داشته باشند.
تاکنون این طرح‌ها در مقیاس‌های کوچک آزمایش شده‌اند اما هنوز اعتمادبه‌نفس کافی برای به‌کارگیری آنها در مقیاس وسیع اقیانوس‌ها وجود نداشته است.
قلیایی کردن دریاها به منظور کنترل کربن
اصلی‌ترین مخالفت‌ها به طرح گسترش فیتوپلانکتون‌ها، احتمال بروز پیامد منفی زیست‌محیطی این اقدامات است. ایجاد جمعیت انبوهی از فیتوپلانکتون‌ها روی سطح اقیانوس‌ها، از مقدار اکسیژن محیط کم کرده و جلوی نفوذ نور خورشید به درون اقیانوس را می‌گیرد و زندگی موجودات دریایی را به خطر می‌اندازد. اکسیژن‌زدایی ناشی از گرم شدن هوا و اثرات روان‌آب‌های آلاینده که دائما از خشکی‌ها وارد دریاها می‌شوند و گسترش جمعیت فیتوپلانکتون‌ها، خبر بدی برای اقیانوس‌ها خواهدبود؛ چرا که محیط زندگی آنها را بیش از پیش عاری از اکسیژن و نور و تخریب خواهد کرد.
محققان در حال حاضر برای استخراج کربن از دریا روی تکنیک‌های دیگری متمرکز شده‌اند که در نتیجه آن بتوانند دریاها را قلیایی‌تر کنند. در واقع اقیانوس‌ها به‌دلیل فعالیت‌های انسانی در کارخانه‌ها و استفاده از خودروها و همچنین ماشین‌آلات، کربن‌های منتشر شده را به خود جذب کرده و به‌شدت به سمت اسیدی شدن پیش رفته‌اند. هرچه محیط دریا اسیدی‌تر شود، موجودات دریایی بیشتر صدمه می‌بینند اما قلیایی کردن دریا این مشکل را حل خواهد کرد.
البته قلیایی کردن دریا هم مشکلاتی به همراه دارد که یکی از آنها کاهش جمعیت پلانکتون‌ها و ماهی‌هایی است که از آنها تغذیه می‌کنند. صدمه به ماهی‌ها روی دیگر موجودات دریایی اثر منفی می‌گذارد.
با این حال محققان معتقدند چنانچه قلیایی کردن دریا را با روشی کنترل‌شده انجام دهند، می‌توانند جلوی عوارض منفی آن را بگیرند. در ضمن در آزمایش‌ها، مشخص شده قلیایی شدن دریا اثر بسیار مخربی روی موجودات آبزی ندارد.
محققان می‌گویند، وضعیت انتشار کربن چنان فاجعه‌بار است که باید هر چه سریع‌تر بهترین طرح‌های ممکن را به نتیجه رساند. نمی‌توان دیگر دست روی دست گذاشت و کاری انجام نداد.
منبع: New scientist
نادیا زکالوند - گروه دانش و سلامت
