سرمایه‌گذاری ARIA در ژئومهندسی
آژانس تحقیقات پرخطر بریتانیا (ARIA) ۵۶.۸ میلیون پوند (۷۵ میلیون دلار آمریکا) به پروژه‌هایی در حوزه بحث‌برانگیز ژئومهندسی — دستکاری محیط زیست زمین برای جلوگیری از اثرات منفی تغییرات اقلیمی — اختصاص خواهد داد. این ۲۱ پروژه شامل آزمایش‌های کوچک در فضای باز است که تلاش می‌کنند ضخامت یخ دریای قطب شمال را افزایش دهند و ابرها را روشن‌تر کنند تا نور خورشید بیشتری را بازتاب دهند. امید این است که فناوری‌های موفق روزی بتوانند در تلاش‌ها برای جلوگیری از عبور سیاره از نقاط خطرناک تغییر اقلیمی نقش داشته باشند.
این پروژه‌ها که توسط آژانس تحقیقات و اختراعات پیشرفته (ARIA) در چارچوب برنامه پنج‌ساله "کاوش در خنک‌سازی اقلیم" پشتیبانی می‌شوند، از مهم‌ترین آزمایش‌های ژئومهندسی هستند که توسط یک دولت تأمین مالی می‌شوند.
پیتر فرامهوف، مشاور سیاست‌گذاری علمی در مرکز تحقیقات اقلیم وودول در فالماوث ماساچوست، می‌گوید که این تحقیقات پتانسیل سودمندی دارند، اما باید با احتیاط انجام شوند. او می‌گوید: «من قویاً از تحقیقات مسئولانه در زمینه ژئومهندسی خورشیدی و سایر مداخلات اقلیمی حمایت می‌کنم.»
بسته حمایتی مالی اخیر از سوی ARIA است که در سال ۲۰۲۳ توسط دولت بریتانیا تأسیس شد و از مدل آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا الگوبرداری کرده است. این آژانس با بودجه‌ای معادل ۸۰۰ میلیون پوند، تحقیقات پرخطر و با پاداش بالا را در فناوری‌هایی که می‌توانند پیامدهای بزرگی برای بشریت داشته باشند، از جمله هوش مصنوعی و نوروتکنولوژی، تأمین مالی می‌کند.
تحقیقات تفرقه‌انگیز و رویکرد ARIA
مارک سایمز، الکتروشیمیست در دانشگاه گلاسکو، بریتانیا، که رهبر برنامه "کاوش در خنک‌سازی اقلیم" است، می‌گوید حوزه دیگری که توسط ARIA شناسایی شده، ژئومهندسی است.
سایمز می‌گوید هدف این برنامه پیدا کردن راه‌هایی برای جایگزینی رویکردهای پذیرفته‌شده‌تر در مقابله با تغییرات اقلیمی، مانند کاهش انتشار کربن، نیست. در عوض، او می‌گوید، ژئومهندسی می‌تواند برای جلوگیری از رسیدن جهان به نقاط عطف (tipping points) خاصی که ممکن است قبل از اینکه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای اثرگذار باشد رخ دهند، مفید باشد. این نقاط عطف می‌تواند شامل "فروپاشی جریان‌های اقیانوسی در شمال اقیانوس اطلس ناشی از ذوب بی‌وقفه ورقه یخ گرینلند" باشد.
حتی با وجود ادامه بی‌وقفه تغییرات اقلیمی، این مفهوم بحث‌برانگیز است: سال گذشته، محققان در دانشگاه هاروارد در کمبریج ماساچوست، پروژه‌ای را لغو کردند که قرار بود ذراتی را به جو زمین وارد کند تا نور خورشید را "کم‌نور" کند؛ این لغو پس از اعتراضات در سوئد، جایی که قرار بود این آزمایش انجام شود، صورت گرفت.
ARIA با آگاهی از این نگرانی‌ها، رویکردی محتاطانه در پیش گرفته است. پیرز فورستر، دانشمند تغییرات اقلیمی در دانشگاه لیدز، بریتانیا، که ریاست کمیته نظارت بر پروژه‌های خنک‌سازی اقلیم ARIA را بر عهده دارد، می‌گوید: «ما می‌خواهیم این تحقیق را در حوزه عمومی نگه داریم. می‌خواهیم برای همه شفاف باشد.»
۲۱ پروژه از طریق یک فرآیند درخواست رقابتی انتخاب شدند که حدود ۱۲۰ پیشنهاد دریافت کرد.
این پروژه‌ها در پنج دسته تحقیقاتی قرار می‌گیرند: مطالعه راه‌هایی برای ضخیم‌تر کردن ورقه‌های یخی؛ ارزیابی اینکه آیا ابرهای دریایی می‌توانند روشن‌تر شوند تا خسارات به صخره‌های مرجانی را جبران کنند؛ درک اینکه ابرهای سیروس چگونه اقلیم را گرم می‌کنند؛ بررسی اینکه آیا مواد می‌توانند به لایه استراتوسفر رها شوند تا نور خورشید را بازتاب دهند؛ و کار نظری در مورد اینکه آیا یک سایه‌بان خورشیدی که در فضا مستقر می‌شود می‌تواند بخش‌هایی از سطح زمین را خنک کند.
آزمایش‌های میدانی و نظری
پنج پروژه شامل بحث‌برانگیزترین حوزه ژئومهندسی — آزمایش‌های فضای باز که با محیط زیست تعامل دارند — هستند. فرامهوف می‌گوید که "ایجاد اعتماد" در انجام چنین تحقیقاتی ضروری خواهد بود. او می‌گوید: «من مخالف تأمین مالی آزمایش‌های فضای باز توسط هر کشوری هستم که انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را به طور جدی و تهاجمی کاهش نمی‌دهد.»
آزمایش استراتوسفری — که یکی از اولین آزمایش‌های ژئومهندسی خورشیدی در فضای باز است که بودجه دولتی دریافت می‌کند — شامل استفاده از بالون‌ها برای حمل موادی مانند سنگ آهک (limestone) و دولومیت (dolomite) به استراتوسفر، در ارتفاع حدود ۱۵ تا ۵۰ کیلومتری، خواهد بود تا ببینند چگونه به شرایط آنجا واکنش نشان می‌دهند. ARIA می‌گوید هیچ ذره‌ای در استراتوسفر رها نخواهد شد.
شان فیتزجرالد از مرکز تعمیر اقلیم در کمبریج، بریتانیا، یکی از پروژه‌های مربوط به یخ را رهبری می‌کند. تیم او آزمایش‌های کوچکی را در مجمع‌الجزایر سوالبارد در قطب شمال نروژ و در کانادا انجام خواهد داد تا آب را از زیر ورقه‌های یخی پمپاژ کرده و روی آن پخش کند، که مساحتی تا یک کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد، تا ببیند آیا چنین روشی می‌تواند ورقه‌های یخی در حال کاهش زمین را ضخیم‌تر کند.
فیتزجرالد می‌گوید: «ما خواهیم دید که آیا واقعاً توانسته‌ایم یخ دریایی بیشتری در زمستان قطب شمال رشد دهیم یا خیر.» او می‌گوید نتایج اولیه از کاری که تیم فیتزجرالد سال گذشته، قبل از دریافت بودجه ARIA، انجام داد، رشد یخ به میزان "حدود نیم متر" را نشان داد.
ژولین استروو، پژوهشگر یخ دریایی در کالج دانشگاهی لندن، مطمئن نیست که این روش در جلوگیری از کاهش گسترده یخ دریایی چقدر مؤثر خواهد بود. او می‌گوید: «فکر نمی‌کنم این کار در مقیاس واقعی مورد نیاز امکان‌پذیر باشد»، و اشاره می‌کند که تأثیر آن بر اکوسیستم‌های محلی نیز مشخص نیست. ARIA می‌گوید آزمایش فیتزجرالد تنها در صورتی گسترش خواهد یافت که "از نظر زیست‌محیطی سالم" تلقی شود.
ایلان گور، مدیر عامل ARIA، می‌گوید: «هر آزمایش کوچک در فضای باز با محوریت ایمنی و قابلیت بازگشت‌پذیری طراحی خواهد شد و با مشارکت عمومی تحت ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی قرار خواهد گرفت.»
روشن‌سازی ابرها و سایه‌بان فضایی
یکی از پروژه‌های روشن‌سازی ابرها در سواحل استرالیا، به رهبری دانشگاه Southern Cross در نیو ساوت ولز، انجام خواهد شد. این پروژه از یک فن بزرگ برای اسپری کردن ذرات آب دریا بر روی صخره بزرگ مرجانی استفاده می‌کند تا ابرهای بالای آن را سفیدتر و بازتابنده‌تر کند. امید این است که این کار بتواند از آسیب‌دیدن صخره‌های مرجانی در اثر گرمایش جهانی جلوگیری کند. سایمز می‌گوید: «این ذرات به سمت بالا به سمت پایه ابر حرکت می‌کنند، جایی که ذرات نمک کوچک باعث می‌شوند قطرات آب در ابر به قطرات کوچک‌تر تقسیم شوند. هرچه قطرات کوچک‌تر باشند، [ابر] سفیدتر است.» این آزمایش در مساحت ۱۰ کیلومتر مربع انجام خواهد شد.
تنها پروژه سایه‌بان خورشیدی فضایی، به رهبری بنیاد سایه‌بان خورشیدی سیاره‌ای (Planetary Sunshade Foundation) در گلدن، کلرادو، مدل‌سازی خواهد کرد که آیا یک بازتابنده فیزیکی یا ابری از گرد و غبار می‌تواند در فضا، بین زمین و خورشید، قرار داده شود تا میزان نور خورشیدی که به زمین می‌رسد را محدود کند. سایمز می‌گوید: «اگر واقعاً بخواهید بخش‌هایی از زمین را خنک کنید، سایه‌بان‌های فضایی می‌توانند مؤثرترین راه باشند.» با این حال، چیزی به فضا پرتاب نخواهد شد — این کار صرفاً نظری است.
حاکمیت و مسئولیت‌پذیری
رهبران ARIA امیدوارند که تا سال ۲۰۳۰، نتایج این برنامه بتواند به مقررات بین‌المللی برای ژئومهندسی کمک کند. یکی از ۲۱ پروژه بررسی خواهد کرد که این رویکردها چگونه می‌توانند به طور مسئولانه اداره شوند.
ماتیاس هونیگر، پژوهشگر در مرکز نسل‌های آینده (CFG) در بروکسل و رهبر یکی از پروژه‌ها، می‌گوید: «موضوعی که بیش از همه نگران آن هستیم این است که چگونه اطمینان حاصل کنیم فعالیت‌ها، در صورت دنبال شدن در آینده، منجر به درگیری بین کشورها نشوند.» به عنوان مثال، یکی از نگرانی‌ها این است که مداخلات ممکن است عوارض جانبی در کشورهای همسایه ایجاد کنند.
سینتیا شارف، عضو ارشد CFG در نیویورک که بخشی از پروژه هونیگر است، می‌گوید: «در حال حاضر، در سازمان ملل خانه طبیعی برای این مسئله وجود ندارد. ما باید به ماهیت حاکمیت و فرآیند تصمیم‌گیری نگاه کنیم.»
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01389-1