ตั้งแต่การปลูกป่าที่ทอดยาวไปทั่วทวีปไปจนถึงการกระตุ้นให้เกิดฝนตก โครงการเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวในที่ที่เป็นทะเลทรายแห้งแล้ง หรือมีคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินในบรรยากาศ ซึ่งเป้าหมายสูงสุดคือการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในชั้นบรรยากาศยังมีคาร์บอนอยู่อีกมากเกินไป เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่จะรุนแรงขึ้น จำเป็นจะต้องหันไปใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนจากสภาพอากาศ ที่เรียกว่า " วิศวกรรมธรณี" (geoengineering)
geoengineering เพื่อหยุดยั้งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกเพื่อพยายามทำให้โลกเย็นลงนั้น ถูกมองว่าเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ไซไฟที่น่ากลัวกับการแทรกแซงของมนุษย์ที่จะเปลี่ยนระบบภูมิอากาศของโลก แต่ตอนนี้ นักวิจัยได้เริ่มเสนอ - ทดสอบ และกำลังดำเนินการ geoengineering ที่สำคัญหลายอย่าง ซึ่งในบางกรณีของโครงการวิศวกรรมธรณีขนาดใหญ่นี้อาจจะเปลี่ยนแปลงโลกอย่างสิ้นเชิง
จากรายงานในปี 2018 ของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ขององค์การสหประชาชาติ ได้เน้นย้ำถึงวิศวกรรมภูมิศาสตร์ที่จำเป็นที่ว่า หากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นไม่สามารถจำกัดไว้ที่ระดับที่จัดการได้ Geoengineering จะเป็นหนึ่งในหัวข้อที่จะนำมาพิจารณา ซึ่งในปัจจุบัน IPCC ให้การอนุมัติในเบื้องต้นเกี่ยวกับการวิจัยทางภูมิศาสตร์วิศวกรรมไว้สองแนวทางหลัก ภายใต้แนวคิด geoengineering ได้แก่ การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CDR) และการจัดการรังสีแสงอาทิตย์ (SRM)
โดย CDR จะจัดการกับต้นเหตุของภาวะโลกร้อนด้วยการกำจัดก๊าซเรือนกระจกออกจากชั้นบรรยากาศ(การดักจับและกักเก็บคาร์บอน) ในขณะเดียวกัน SRM จะไม่แตะต้องก๊าซเรือนกระจก แต่จะทำหน้าที่ถ่วงดุลโดยการสะท้อนแสงอาทิตย์ออกไปจากโลก ทั้งนี้ โครงการหลักใหญ่ๆ ของ geoengineering
สามโครงการที่อยู่ในระหว่างดำเนินการในปัจจุบันมีดังต่อไปนี้:
1. พัดลมดูดคาร์บอนในสวิสเซอร์แลนด์ (Carbon-sucking fans)
บริษัทในสวิตเซอร์แลนด์ชื่อ Climeworks ได้เปิดโรงงานเชิงพาณิชย์แห่งแรกโดยมีพัดลมขนาดใหญ่ เพื่อดูดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศและป้อนให้ผักในเรือนกระจกที่อยู่ใกล้เคียง โรงงานตั้งอยู่ในเขตเทศบาลเล็กๆ ทางการเกษตรของ Hinwil ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ โรงงานแห่งนี้มีความสูง 40 ฟุต และดูเหมือนผนังสี่เหลี่ยมที่มีเครื่องอบผ้าขนาดใหญ่วางซ้อนกันสูงสามชั้น
พวกเขาประเมินว่าโรงงานแห่งนี้จะดูดคาร์บอนประมาณ 900 เมตริกตัน หรือประมาณการปล่อยมลพิษจากรถยนต์ 200 คันออกจากอากาศต่อปี ในราคาประมาณ 600 ดอลลาร์ต่อตัน แต่นักวิจารณ์กล่าวว่ามันมีราคาแพงเกินไป ซึ่งแพงกว่าเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนที่มีราคาแพงมากที่ใช้กำจัดคาร์บอนออกจากไอเสียจากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล
อย่างไรก็ตาม Climeworks คิดว่าสามารถปรับขนาดได้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของบริษัทในการกำจัดคาร์บอน 1 เปอร์เซ็นต์ออกจากชั้นบรรยากาศภายในปี 2025 โดยใช้เทคโนโลยีนี้ พวกเขาจะเพิ่มโรงงานประมาณ 250,000 แห่งที่ทำงานทั่วโลก และจะทำให้ลดค่าใช้จ่ายลงหนึ่งในสี่ - หนึ่งในสามด้วย
แต่หนึ่งในคู่แข่งชั้นนำคือบริษัท Carbon Engineering ซึ่งเป็นบริษัทเอกชนที่ตั้งอยู่ในแคนาดา (ได้รับการสนับสนุนจาก Bill Gates) ได้เริ่มก่อสร้างโรงงานสาธิตการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศแห่งแรก ซึ่งมีเป้าหมายที่จะทำการค้าเทคโนโลยีอากาศจากการจับ CO2 ที่ล่องลอยอยู่ในอากาศมาแปลงเป็นน้ำมัน ด้วยการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
บริษัทได้ร่วมมือกับ Greyrock Energy และเริ่มทดสอบกระบวนการเมื่อหลายปีก่อนเพื่อเปลี่ยนน้ำและ CO2 เป็นเชื้อเพลิง จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการแก้ปัญหาของเหลวสามารถจัดการกับ CO2 ได้หนึ่งตันต่อวัน โดยหลายปีที่ผ่านมาบริษัทได้พัฒนาเทคโนโลยีที่พร้อมจะนำไปใช้ในวงกว้างได้มากขึ้น
2. พลังงานแสงอาทิตย์ geoengineering (Solar geoengineering)
(โครงการวิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ของ SPICE โดยใช้บอลลูนที่ผูกไว้เพื่อฉีดละอองซัลเฟตเข้าไปในสตราโตสเฟียร์)
Solar geoengineering ในทางทฤษฎีแล้ว สามารถลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้โดยการสะท้อนแสงอาทิตย์ออกจากพื้นผิวโลกมากขึ้น ตั้งแต่การส่งกระจกบานใหญ่ขึ้นสู่อวกาศไปจนถึงการพ่นละอองลอยในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งจะสะท้อนแสงอาทิตย์กลับออกไปในอวกาศ ป้องกันไม่ให้แสงแดดบางส่วนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของเรา
ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ Harvard ศึกษาเรื่องนี้มาหลายปีแล้ว พวกเขาได้วางแผนการทดลองกลางแจ้งครั้งแรกในปี 2018 โดยได้รับเงินทุนจากผู้บริจาคส่วนตัวจำนวนหนึ่งรวมทั้ง Bill Gates ในการทดลองจะเกี่ยวข้องกับการส่งบอลลูนอากาศร้อนซึ่งอยู่ห่างจากทะเลทรายแอริโซน ประมาณ 20 กม. และปล่อยสาร ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (สารประกอบทางเคมีทั่วไป ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในเปลือกไข่) จากนั้นก็วัดผลกระทบต่อบรรยากาศ ซึ่งนี่ถือเป็นการทดลองกลางแจ้งครั้งแรกใน geoengineering แสงอาทิตย์
แต่นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งที่เป็นผู้นำการทดลองบอกกับ The Guardian ด้วยความกังวลว่า วิศวกรรมสุริยะเป็น "โอกาสที่น่ากลัว" การเปลี่ยนแปลงบรรยากาศเพื่อให้โลกเย็นอาจมีผลที่เราไม่สามารถคาดการณ์ได้ และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก็ส่งผลกระทบร้ายแรงได้ เช่น ในปี ค.ศ.1815 การปะทุของภูเขาไฟทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “ year without summer ” ที่มีหิมะตกในเดือนมิถุนายน การขาดแคลนพืชผล และการระบาดของโรค
3. ให้ธาตุเหล็กแก่แพลงตอนพืช (Feeding iron to phytoplankton)
มุมมองดาวเทียม NASA ของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทรใต้กำลังเบ่งบาน
แพลงก์ตอนพืช (Phytoplankton) สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่แทบจะมีอยู่ทั่วไปในมหาสมุทรของเรา ชอบกินธาตุเหล็ก พวกมันยังดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศได้ด้วย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดสอบแล้ว ด้วยการการทิ้งธาตุเหล็กลงในมหาสมุทรให้กับประชากรแพลงก์ตอนพืช เพื่อช่วยขยายขีดความสามารถของพวกมันในการลดปริมาณคาร์บอนในชั้นบรรยากาศ
วิศวกรรมภูมิสารสนเทศนี้เรียกว่า " การปฏิสนธิธาตุเหล็ก " (iron fertilization) เกี่ยวข้องกับการทิ้งสารประกอบเหล็กลงในมหาสมุทรและปล่อยให้แพลงก์ตอนพืชทำงานตามธรรมชาติ ซึ่งที่ผ่านมา มีการเปิดเผยการทดสอบที่สำคัญของมหาสมุทรแล้วบางส่วน อย่างไรก็ตาม มีความขัดแย้งอีกประการหนึ่งที่เกิดขึ้นนอกชายฝั่งชิลี ที่ไม่ได้เกี่ยวกับการทดสอบ แต่มีการธาตุเหล็กนำมาทิ้งลงในมหาสมุทรโดยอ้างว่ามีเป้าหมายในการฟื้นฟูการประมงในชิลี เนื่องจากเมื่อแพลงก์ตอนพืชบานสะพรั่งมากขึ้นมันจะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร ซึ่งจะมีประชากรปลาจำนวนมากเข้ามากิน
จนถึงในปี 2012 โครงการ " การปฏิสนธิธาตุเหล็ก " เกิดความขัดแย้งมากขึ้นที่นอกชายฝั่งของรัฐบริติช - โคลัมเบีย และจุดประกายความโกรธเคืองจากรัฐบาลแคนาดา, นักวิทยาศาสตร์ทางทะเล และสหประชาชาติ เนื่องมาจาก Russ George นักธุรกิจชาวอเมริกันได้สร้างแพลงก์ตอนประดิษฐ์ขนาด 10,000 ตารางไมล์ ซึ่งได้เพิ่มจำนวนประชากรของแพลงก์ตอนพืชที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และจำนวนปลาแซลมอนในภูมิภาคนี้มากเกินไป
สำหรับกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่เชื่อว่า การทิ้งธาตุเหล็กในมหาสมุทรจะดักจับคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และพวกเขาก็ไม่เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศในมหาสมุทรของเราอย่างไม่อาจย้อนกลับได้นั้นคุ้มค่าที่จะเสี่ยง
ได้รับความอนุเคราะห์จากยานอวกาศ Solar Dynamics Observatory ของ NASA
ซึ่งกำลังศึกษาวิธีการสร้างกิจกรรมสุริยะ ในโครงการวิศวกรรมภูมิศาสตร์เพื่อลดแสงแดด
นอกจากนี้ เมื่อต้นปี 2021 ที่ผ่านมา สหรัฐอเมริกาจะจัดตั้งโครงการวิจัยเกี่ยวกับวิศวกรรมธรณีสุริยะตามข้อมูลของ National Academies of Science (NAS) โครงการมีมูลค่า100 - 200 ล้านดอลลาร์ในระยะเวลาห้าปี เพื่อให้เข้าใจถึงความเป็นไปได้ของการแทรกแซงเพื่อทำให้ดวงอาทิตย์มืดลง
แต่นักวิจารณ์เตือนว่า การวิจัยดังกล่าวมีความเสี่ยงที่อาจทำให้เกิดความเสียหายแก่พืชผลได้ ซึ่งสหรัฐควรให้ข้อมูลแก่สังคมในการตัดสินใจมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าโครงการ geoengineering เหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างไร ซึ่งยังเป็นที่ถกเถียงกันทั่วโลกว่า เทคโนโลยีที่ไม่รู้ขอบเขตนี้อาจก่อให้เกิดคำถามทางภูมิรัฐศาสตร์ที่ซับซ้อนหากไม่สามารถเอาชนะได้ และเราจะดำเนินการอย่างไรในขณะที่อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกมีการตั้งค่าที่ต่างกัน
ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องนี้แสดงความไม่แน่ใจและยอมรับอย่างเปิดเผยว่า ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่พวกเขากังวลว่าสังคมกำลังมีระดับอันตรายของภาวะโลกร้อนและสภาพอากาศสุดขั้วด้วยการสร้างโรงไฟฟ้า ยานพาหนะ และเมืองต่างๆ ต่อไปที่จะสูบฉีดก๊าซเรือนกระจกในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า ดังนั้น นักวิชาการจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กล่าวว่า จะไม่มีความรับผิดชอบถ้าจะไม่สำรวจสิ่งที่อาจช่วยชีวิตคนจำนวนมาก รวมทั้งสายพันธุ์และระบบนิเวศได้ และจะพยายามอย่างจริงจังในการลดการปล่อยมลพิษในอนาคตต่อไป
The Great Green Wall of Africa
กว่าสิบเอ็ดประเทศกำลังปลูกกำแพงต้นไม้จากตะวันออกไปตะวันตกทั่วแอฟริกา ใต้ขอบด้านใต้ของทะเลทรายซาฮารา
เป้าหมายคือการต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการย้อนกลับการทำให้เป็นทะเลทราย
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
" geoengineering " โครงการ " วิศวกรรมธรณี "เพื่อกอบกู้โลก
อย่างไรก็ตาม Climeworks คิดว่าสามารถปรับขนาดได้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของบริษัทในการกำจัดคาร์บอน 1 เปอร์เซ็นต์ออกจากชั้นบรรยากาศภายในปี 2025 โดยใช้เทคโนโลยีนี้ พวกเขาจะเพิ่มโรงงานประมาณ 250,000 แห่งที่ทำงานทั่วโลก และจะทำให้ลดค่าใช้จ่ายลงหนึ่งในสี่ - หนึ่งในสามด้วย
แต่หนึ่งในคู่แข่งชั้นนำคือบริษัท Carbon Engineering ซึ่งเป็นบริษัทเอกชนที่ตั้งอยู่ในแคนาดา (ได้รับการสนับสนุนจาก Bill Gates) ได้เริ่มก่อสร้างโรงงานสาธิตการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศแห่งแรก ซึ่งมีเป้าหมายที่จะทำการค้าเทคโนโลยีอากาศจากการจับ CO2 ที่ล่องลอยอยู่ในอากาศมาแปลงเป็นน้ำมัน ด้วยการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
บริษัทได้ร่วมมือกับ Greyrock Energy และเริ่มทดสอบกระบวนการเมื่อหลายปีก่อนเพื่อเปลี่ยนน้ำและ CO2 เป็นเชื้อเพลิง จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการแก้ปัญหาของเหลวสามารถจัดการกับ CO2 ได้หนึ่งตันต่อวัน โดยหลายปีที่ผ่านมาบริษัทได้พัฒนาเทคโนโลยีที่พร้อมจะนำไปใช้ในวงกว้างได้มากขึ้น
ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ Harvard ศึกษาเรื่องนี้มาหลายปีแล้ว พวกเขาได้วางแผนการทดลองกลางแจ้งครั้งแรกในปี 2018 โดยได้รับเงินทุนจากผู้บริจาคส่วนตัวจำนวนหนึ่งรวมทั้ง Bill Gates ในการทดลองจะเกี่ยวข้องกับการส่งบอลลูนอากาศร้อนซึ่งอยู่ห่างจากทะเลทรายแอริโซน ประมาณ 20 กม. และปล่อยสาร ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (สารประกอบทางเคมีทั่วไป ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในเปลือกไข่) จากนั้นก็วัดผลกระทบต่อบรรยากาศ ซึ่งนี่ถือเป็นการทดลองกลางแจ้งครั้งแรกใน geoengineering แสงอาทิตย์
แต่นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งที่เป็นผู้นำการทดลองบอกกับ The Guardian ด้วยความกังวลว่า วิศวกรรมสุริยะเป็น "โอกาสที่น่ากลัว" การเปลี่ยนแปลงบรรยากาศเพื่อให้โลกเย็นอาจมีผลที่เราไม่สามารถคาดการณ์ได้ และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก็ส่งผลกระทบร้ายแรงได้ เช่น ในปี ค.ศ.1815 การปะทุของภูเขาไฟทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “ year without summer ” ที่มีหิมะตกในเดือนมิถุนายน การขาดแคลนพืชผล และการระบาดของโรค
วิศวกรรมภูมิสารสนเทศนี้เรียกว่า " การปฏิสนธิธาตุเหล็ก " (iron fertilization) เกี่ยวข้องกับการทิ้งสารประกอบเหล็กลงในมหาสมุทรและปล่อยให้แพลงก์ตอนพืชทำงานตามธรรมชาติ ซึ่งที่ผ่านมา มีการเปิดเผยการทดสอบที่สำคัญของมหาสมุทรแล้วบางส่วน อย่างไรก็ตาม มีความขัดแย้งอีกประการหนึ่งที่เกิดขึ้นนอกชายฝั่งชิลี ที่ไม่ได้เกี่ยวกับการทดสอบ แต่มีการธาตุเหล็กนำมาทิ้งลงในมหาสมุทรโดยอ้างว่ามีเป้าหมายในการฟื้นฟูการประมงในชิลี เนื่องจากเมื่อแพลงก์ตอนพืชบานสะพรั่งมากขึ้นมันจะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร ซึ่งจะมีประชากรปลาจำนวนมากเข้ามากิน
จนถึงในปี 2012 โครงการ " การปฏิสนธิธาตุเหล็ก " เกิดความขัดแย้งมากขึ้นที่นอกชายฝั่งของรัฐบริติช - โคลัมเบีย และจุดประกายความโกรธเคืองจากรัฐบาลแคนาดา, นักวิทยาศาสตร์ทางทะเล และสหประชาชาติ เนื่องมาจาก Russ George นักธุรกิจชาวอเมริกันได้สร้างแพลงก์ตอนประดิษฐ์ขนาด 10,000 ตารางไมล์ ซึ่งได้เพิ่มจำนวนประชากรของแพลงก์ตอนพืชที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และจำนวนปลาแซลมอนในภูมิภาคนี้มากเกินไป
สำหรับกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่เชื่อว่า การทิ้งธาตุเหล็กในมหาสมุทรจะดักจับคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และพวกเขาก็ไม่เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศในมหาสมุทรของเราอย่างไม่อาจย้อนกลับได้นั้นคุ้มค่าที่จะเสี่ยง
แต่นักวิจารณ์เตือนว่า การวิจัยดังกล่าวมีความเสี่ยงที่อาจทำให้เกิดความเสียหายแก่พืชผลได้ ซึ่งสหรัฐควรให้ข้อมูลแก่สังคมในการตัดสินใจมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าโครงการ geoengineering เหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างไร ซึ่งยังเป็นที่ถกเถียงกันทั่วโลกว่า เทคโนโลยีที่ไม่รู้ขอบเขตนี้อาจก่อให้เกิดคำถามทางภูมิรัฐศาสตร์ที่ซับซ้อนหากไม่สามารถเอาชนะได้ และเราจะดำเนินการอย่างไรในขณะที่อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกมีการตั้งค่าที่ต่างกัน
ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องนี้แสดงความไม่แน่ใจและยอมรับอย่างเปิดเผยว่า ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่พวกเขากังวลว่าสังคมกำลังมีระดับอันตรายของภาวะโลกร้อนและสภาพอากาศสุดขั้วด้วยการสร้างโรงไฟฟ้า ยานพาหนะ และเมืองต่างๆ ต่อไปที่จะสูบฉีดก๊าซเรือนกระจกในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า ดังนั้น นักวิชาการจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ กล่าวว่า จะไม่มีความรับผิดชอบถ้าจะไม่สำรวจสิ่งที่อาจช่วยชีวิตคนจำนวนมาก รวมทั้งสายพันธุ์และระบบนิเวศได้ และจะพยายามอย่างจริงจังในการลดการปล่อยมลพิษในอนาคตต่อไป
เป้าหมายคือการต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการย้อนกลับการทำให้เป็นทะเลทราย