Các nhà khoa học đang vá các đám mây để cứu rạn san hô Great Barrier

Đó là một mùa hè oi ả ở Úc và san hô trên Rạn san hô Great Barrier đang sớm có những dấu hiệu căng thẳng. Các nhà chức trách quản lý hệ thống rạn san hô lớn nhất thế giới mong đợi một sự kiện tẩy trắng khác trong những tuần tới — nếu điều đó xảy ra, thì đây sẽ là lần thứ sáu kể từ khi Năm 1998, nhiệt độ nước tăng cao đã quét sạch những dải san hô lớn là nơi sinh sống của vô số sinh vật biển.động vật. Ba trong số các sự kiện tẩy trắng khiến san hô dễ bị bệnh và chết hơn chỉ xảy ra trong sáu năm qua.Khi san hô trải qua thời kỳ khắc nghiệt và căng thẳng nhiệt kéo dài, chúng trục xuất tảo sống trong các mô của chúng và chuyển sang màu trắng hoàn toàn. Điều này có thể gây ra những tác động tàn phá đối với hàng nghìn loài cá, cua và các loài sinh vật biển khác sống dựa vào các rạn san hô để làm nơi trú ẩn và thức ăn. Để làm chậm tốc độ san hô tẩy trắng do sự nóng lên của đại dương, một số nhà khoa học đang nhìn lên bầu trời để tìm giải pháp. Cụ thể, họ đang nhìn vào đám mây.
Mây không chỉ mang đến mưa hay tuyết. Vào ban ngày, mây hoạt động giống như những chiếc dù khổng lồ, phản chiếu một phần ánh sáng mặt trời từ Trái đất trở lại không gian. Mây tích tầng biển đặc biệt quan trọng: chúng nằm ở độ cao thấp, dày và bao phủ khoảng 20 phần trăm của đại dương nhiệt đới, làm mát nước bên dưới. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đang tìm hiểu xem liệu các đặc tính vật lý của chúng có thể bị thay đổi để chặn nhiều ánh sáng mặt trời hơn hay không. Trên Rạn san hô Great Barrier, người ta hy vọng rằng một số cứu trợ rất cần thiết sẽ được cung cấp cho các thuộc địa san hô giữa sóng nhiệt ngày càng thường xuyên. Nhưng cũng có những dự án nhằm làm mát toàn cầu gây tranh cãi hơn.
Ý tưởng đằng sau khái niệm này rất đơn giản: bắn một lượng lớn sol khí vào các đám mây phía trên đại dương để tăng khả năng phản xạ của chúng. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã biết rằng các hạt trong vệt ô nhiễm do tàu để lại, trông rất giống vệt sau máy bay, có thể chiếu sáng hiện có. những đám mây. Đó là bởi vì những hạt này tạo ra hạt giống cho những giọt mây;các giọt mây càng nhiều và càng nhỏ thì khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời của đám mây càng trắng và tốt hơn trước khi nó chiếu vào và làm nóng Trái đất.
Tất nhiên, bắn các sol khí gây ô nhiễm vào các đám mây không phải là công nghệ phù hợp để giải quyết vấn đề nóng lên toàn cầu. Nhà vật lý người Anh quá cố John Latham đã đề xuất vào năm 1990 sử dụng các tinh thể muối từ nước biển bốc hơi để thay thế. Biển rất dồi dào, ôn hòa và đặc biệt miễn phí. Đồng nghiệp của ông, Stephen Salter, giáo sư danh dự về kỹ thuật và thiết kế tại Đại học Edinburgh, sau đó đề xuất triển khai một hạm đội khoảng 1.500 chiếc thuyền điều khiển từ xa sẽ chèo thuyền trên đại dương, hút nước và phun sương mịn vào các đám mây để tạo ra các đám mây. sáng hơn. Khi lượng khí thải nhà kính tiếp tục tăng, thì đề xuất bất thường của Latham và Salter cũng được quan tâm. Kể từ năm 2006, cặp đôi này đã cộng tác với khoảng 20 chuyên gia từ Đại học Washington, PARC và các tổ chức khác như một phần của Dự án Làm sáng Đám mây Đại dương (MCBP). Nhóm dự án hiện đang điều tra xem liệu việc cố tình thêm muối biển vào các đám mây tầng tích tầng thấp, bông xốp phía trên đại dương có tác dụng làm mát hành tinh hay không.
Sarah Doherty, một nhà khoa học khí quyển tại Đại học Washington ở Seattle, người đã quản lý MCBP từ năm 2018, cho biết các đám mây dường như đặc biệt sáng lên dọc theo bờ biển phía tây của Bắc và Nam Mỹ cũng như trung và nam châu Phi, người đã quản lý MCBP từ năm 2018. trên các đại dương khi độ ẩm tích tụ xung quanh các hạt muối, nhưng thêm một ít muối vào chúng có thể làm tăng khả năng phản chiếu của các đám mây. Làm tăng độ che phủ của đám mây lớn trên các khu vực thích hợp này thêm 5% có thể làm mát phần lớn thế giới, Doherty nói. Ít nhất thì đó là những gì cô cho biết: "Các nghiên cứu thực địa của chúng tôi về việc phun các hạt muối biển vào các đám mây ở quy mô rất nhỏ sẽ giúp hiểu sâu hơn về các quá trình vật lý chính có thể dẫn đến các mô hình cải tiến". đã được lên kế hoạch bắt đầu vào năm 2016 tại một địa điểm gần Vịnh Monterey, California, nhưng chúng đã bị trì hoãn do thiếu kinh phí và sự phản đối của công chúng đối với tác động môi trường có thể xảy ra của thí nghiệm.
Doherty cho biết: “Chúng tôi không trực tiếp thử nghiệm độ sáng của mây đại dương ở bất kỳ quy mô nào ảnh hưởng đến khí hậu. Ray Pierre Humbert, giáo sư về khí hậu do tính chất phức tạp của nó. "Ý tưởng rằng bạn có thể làm điều này ở quy mô khu vực và ở quy mô rất hạn chế gần như là một sai lầm, bởi vì bầu khí quyển và đại dương đã nhập nhiệt từ nơi khác," Ray Pierre Humbert, giáo sư về khí hậu cho biết. vật lý tại Đại học Oxford. Ngoài ra còn có những thách thức kỹ thuật. Việc phát triển một máy phun sương có thể làm sáng các đám mây một cách đáng tin cậy không phải là nhiệm vụ dễ dàng, vì nước biển có xu hướng bị tắc do muối tích tụ. Để giải quyết thách thức này, MCBP đã tranh thủ sự giúp đỡ của Armand Neukermans, nhà nghiên cứu người phát minh ra máy in phun đầu tiên, người đã làm việc tại Hewlett-Packard và Xerox cho đến khi nghỉ hưu. Với sự hỗ trợ tài chính từ Bill Gates và những người kỳ cựu khác trong ngành công nghệ, Neukmans hiện đang thiết kế các vòi phun có thể phun ra các giọt nước mặn có kích thước phù hợp (120 đến 400 nanomet đường kính) vào khí quyển.
Khi nhóm MCBP chuẩn bị cho thử nghiệm ngoài trời, một nhóm các nhà khoa học Úc đã sửa đổi nguyên mẫu ban đầu của vòi MCBP và thử nghiệm nó trên Rạn san hô Great Barrier. Úc đã trải qua sự nóng lên 1,4°C kể từ năm 1910, vượt quá mức trung bình toàn cầu là 1,1° C, và Rạn san hô Great Barrier đã mất hơn một nửa số san hô do sự nóng lên của đại dương.
Làm sáng mây có thể cung cấp một số hỗ trợ cho các rạn san hô và cư dân của chúng. Để đạt được điều này, nhà hải dương học kỹ thuật Daniel Harrison của Đại học Nam Cross và nhóm của ông đã trang bị một tàu nghiên cứu có tua-bin để bơm nước ra khỏi đại dương. Tương tự như pháo tuyết, tua-bin hút nước và bắn ra hàng nghìn tỷ giọt nhỏ li ti vào không khí thông qua 320 vòi phun của nó. Các giọt này khô lại trong không khí, để lại nước muối mặn, về mặt lý thuyết sẽ trộn lẫn với các đám mây tầng tích tầng thấp.
Các thí nghiệm chứng minh khái niệm của nhóm vào tháng 3 năm 2020 và 2021 — khi san hô có nguy cơ bị tẩy trắng cao nhất vào cuối mùa hè ở Úc — quá nhỏ để có thể thay đổi đáng kể độ che phủ của mây. Tuy nhiên, Harrison vẫn ngạc nhiên trước tốc độ mà khói mặn bay lên bầu trời. Nhóm của anh ấy đã bay máy bay không người lái được trang bị dụng cụ đo độ cao lên tới 500 mét để lập bản đồ chuyển động của chùm khói. Năm nay, một chiếc máy bay sẽ bao phủ vài mét còn lại để đánh giá bất kỳ phản ứng nào trong các đám mây trên 500 mét.
Nhóm cũng sẽ sử dụng thiết bị lấy mẫu không khí trên tàu nghiên cứu thứ hai và các trạm thời tiết trên các rạn san hô và trên bờ để nghiên cứu cách các hạt và mây trộn lẫn một cách tự nhiên để cải thiện mô hình của chúng.” , có thể ảnh hưởng đến đại dương theo những cách mong muốn và bất ngờ,” Harrison nói.
Theo mô hình do nhóm của Harrison thực hiện, việc giảm ánh sáng phía trên rạn san hô khoảng 6% sẽ làm giảm nhiệt độ của các rạn san hô ở thềm giữa của Rạn san hô Great Barrier tương đương 0,6°C. Mở rộng quy mô công nghệ để bao phủ tất cả rạn san hô - Rạn san hô Great Barrier được tạo thành từ hơn 2.900 rạn san hô riêng lẻ trải dài 2.300 km - sẽ là một thách thức về hậu cần, Harrison cho biết, vì nó sẽ cần khoảng 800 trạm phun nước để chạy trong nhiều tháng trước khi có sóng lớn. Rạn san hô Great Barrier lớn đến mức có thể nhìn thấy nó từ không gian, nhưng nó chỉ bao phủ 0,07% bề mặt Trái đất. Harrison thừa nhận rằng có những rủi ro tiềm ẩn đối với phương pháp mới này cần được hiểu rõ hơn. Đám mây sáng lên, có thể phá vỡ các đám mây hoặc thay đổi cục bộ mô hình thời tiết và lượng mưa, cũng là một mối quan tâm lớn đối với tạo mây. Đó là một kỹ thuật liên quan đến việc máy bay hoặc máy bay không người lái thêm điện tích hoặc hóa chất như bạc iốt vào các đám mây để tạo ra mưa. Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Trung Quốc đã thử nghiệm công nghệ này để giải quyết nhiệt hoặc ô nhiễm không khí. Nhưng những biện pháp như vậy đang gây tranh cãi gay gắt – nhiều người cho rằng chúng rất nguy hiểm. Tạo hạt và làm sáng đám mây nằm trong số những biện pháp được gọi là can thiệp “địa kỹ thuật”.
Vào năm 2015, nhà vật lý Pierrehumbert là đồng tác giả của một báo cáo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia về can thiệp khí hậu, cảnh báo về các vấn đề chính trị và quản trị. Tuy nhiên, một báo cáo mới từ học viện, phát hành vào tháng 3 năm 2021, đã ủng hộ quan điểm địa kỹ thuật hơn và khuyến nghị chính phủ Hoa Kỳ đầu tư 200 triệu đô la vào nghiên cứu.Pierrehumbert hoan nghênh nghiên cứu làm sáng mây đại dương nhưng nhận thấy có vấn đề với thiết bị phun được phát triển như một phần của dự án nghiên cứu đang diễn ra. Ông nói: “Công nghệ này có thể vượt khỏi tầm kiểm soát.”Các nhà khoa học cho rằng nó không thể thay thế khí thải kiểm soát, họ sẽ không phải là người đưa ra quyết định.”Chính phủ Úc bị chỉ trích nặng nề vì không hành động để giải quyết khủng hoảng khí hậu và phụ thuộc vào sản xuất điện đốt than, nhìn thấy tiềm năng làm sáng các đám mây đại dương. nghiên cứu, phát triển công nghệ và thử nghiệm hơn 30 biện pháp can thiệp, bao gồm cả làm sáng mây đại dương. Mặc dù các biện pháp đầu tư lớn như Yun Zengliang vẫn còn gây tranh cãi. Các nhóm môi trường cho rằng điều này có thể gây ra rủi ro sinh thái và làm xao nhãng nỗ lực hạn chế khí thải nhà kính.
Nhưng ngay cả khi việc làm sáng mây tỏ ra hiệu quả, Harrison không nghĩ rằng đó sẽ là một giải pháp lâu dài để cứu Rạn san hô Great Barrier. Tác động của bất kỳ sự sáng lên nào sẽ sớm được khắc phục. Thay vào đó, Harrison lập luận, mục đích là câu giờ trong khi các quốc gia giảm lượng khí thải của họ. “Đã quá muộn để hy vọng rằng chúng ta có thể nhanh chóng giảm lượng khí thải để cứu các rạn san hô mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào.”
Đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 sẽ yêu cầu các giải pháp sáng tạo trên quy mô toàn cầu. Trong loạt bài này, Wired, hợp tác với sáng kiến ​​Rolex Forever Planet, nêu bật các cá nhân và cộng đồng đang nỗ lực giải quyết một số thách thức cấp bách nhất về môi trường. hợp tác với Rolex, nhưng tất cả nội dung đều độc lập về mặt biên tập.tìm hiểu thêm.