پروژه‌های زمین-مهندسی مفیدند یا مضر؟

 

چند سال قبل قرار بود محققان انگلیسی که از حمایت دولت برخوردار بودند، با به‌کارگیری شیلنگ لاستیکی و یک بالن پرشده با هلیوم، آب را به ارتفاع یک‌کیلومتری پمپاژ کنند. اگر این سیستم بالن و شیلنگ می‌توانست وزن و فشار آب را تحمل کند به آن معنی بود که در لوله‌های مشابه به طول 20 کیلومتر می‌توان هزاران تن مواد ریز و آئروسل بازتاب‌کننده را به درون استراتوسفر تزریق کرد. مشروح این پروژه در مقاله «ابر‌های خودساخته بر فراز زمین» در روزنامه «شرق» مورخ 5/2/1391 به طور کامل بحث شده است. لازم به ذکر است که در دیدگاه زمین–مهندسی می‌خواهند با دستکاری در شرایط زمین، وضعیتی پدید آورند که به نحوی مشکل گرم‌شدن زمین برطرف شود.

از آنجایی که درجه حرارت زمین به‌طور پیوسته در حال افزایش است و اقدامات بین‌المللی برای کم‌کردن گاز‌های گلخانه‌ای در حال ضعیف‌شدن است، تغییرات آب‌وهوایی به تهدید وحشتناکی تبدیل شده که در حال حاضر به تحقیقات جدی دانشمندان روی پروژه‌های «زمین-مهندسی» به عنوان آخرین راهکار برای خنک‌کردن زمین منجر شده است.

 

گروهی عقیده دارند که دستکاری عمدی آب‌وهوای زمین می‌تواند به‌طور مشخص عواقب ناخواسته‌ای در پی داشته باشد. در این راستا سولومون هسیانگ که استاد سیاست‌گذاری اجتماعی در دانشگاه برکلی کالیفرنیاست، می‌گوید: «بنابراین بسیار مهم است که قبل از هرگونه تلاش جهت دست‌بردن در آب‌وهوا مطالعات و بررسی‌های کاملی انجام شود و ما باید بدانیم که خود را درگیر چه چیزی می‌خواهیم بکنیم». هسیانگ و گروهی از محققان هدفشان را روی یک تحقیق جدید متمرکز کرده‌اند. این تحقیق نگاهی دارد به یکی از همین طرح‌های زمین-مهندسی و اینکه این طرح چگونه بر سیستم مهم تولیدات کشاورزی تأثیر خواهد گذاشت.

 

در این طرح پیشنهاد می‌شود که مقادیر زیادی از ذرات معلق ریز به اتمسفر تزریق شود تا نور خورشید را منحرف کرده و باعث شود که سایه روی زمین بیفتد. شمار فزاینده‌ای از تحقیقات حاکی از آن است که فشار ناشی از گرمایش جهانی می‌تواند باعث کاهش برداشت محصولات کشاورزی شود که این یک نگرانی اصلی و مهم برای امنیت غذایی در جهان است. برای مثال یک پژوهش که در ماه ژوئن منتشر شد، نشان می‌دهد که با افزایش درجه حرارت، به طور کلی تولید ذرت کاهش پیدا خواهد کرد و تولیدش سال به سال متغیر خواهد بود و این همان‌جایی است که به نظر می‌رسد دیدگاه زمین-مهندسی به عنوان یک راه بالقوه برای کاهش تأثیرات نامطلوب تغییرات آب‌وهوا بر محصولات کشاورزی مطرح باشد.

 

نفع دیگر این کار همانا پراکنده‌کردن اشعه‌های تابشی خورشید است که باعث ایجاد نوع خاصی نور منتشره خواهد شد که بسیاری از گیاهان آن را به نور معمولی ترجیح می‌دهند. اما در اینجا یک مانع احتمالی وجود دارد و آن این است که گیاهان به‌طورکلی نور کمتری را برای فتوسنتز دریافت خواهند کرد. موضوعی که نامشخص باقی می‌ماند، این است که کدام‌یک از این تأثیرات غالب خواهد شد و اینکه آیا در نهایت زمین-مهندسی باعث آسیب به کشاورزی می‌شود یا کمک به آن؟ پژوهش جدید هسیانگ که اخیرا در نشریه نیچر منتشر شده است تلاش دارد که تأثیرات کلی تغییرات آب‌وهوا را مشخص کند.

کشاورزی چه خواهد شد؟
هسیانگ و تیمش از اطلاعات و متغیر‌های دو فوران عظیم آتشفشان برای مطالعه این دیدگاه زمین-مهندسی استفاده کردند؛ یکی آتشفشان مونت پیناتوبو در فیلیپین است که در سال 1991 اتفاق افتاد و دیگری آتشفشان ال چیچون مکزیک در سال 1982 است. هر دو فوران میلیون‌ها تن از ذرات دی‌اکسید گوگرد را به اتمسفر وارد کردند؛ جایی که گاز‌ها به ذرات معلق سولفاته تبدیل می‌شوند و این ذرات جلوی تابیدن نور خورشید را می‌گیرند و این تا حدودی شبیه به کاری است که زمین- مهندسی می‌خواهد انجام دهد. مقادیر زیاد ذرات معلق سولفاته ناشی از انفجار آتشفشان مونت پیناتوبو برای مدت دو سال تمام زمین را به اندازه نیم درجه سانتی‌گراد خنک کرد. همچنین تا چندین ماه بعد از فوران آتشفشان عظیم سال 1991 مونت پیناتوبو، زمین به وسیله لایه بزرگی از ذرات معلق سولفاته احاطه شده بود.

 

این ذرات زمین را خنک کردند و روی زمین‌های کشاورزی سایه انداختند. تیم پژوهشی داده‌های جهانی به‌دست‌آمده از ماهواره‌ها در مورد هر دو آتشفشان به همراه اطلاعات مربوط به محصولات کشاورزی مانند ذرت، سویا، برنج و گندم را در 150 کشور از سال 1979 تا 2009 بررسی کردند. محققان می‌خواستند به‌طور مشخص محاسبه کنند که چگونه کاهش نور خورشید ناشی از انفجار آتشفشان روی تولیدات کشاورزی تأثیر گذاشته است. به همین دلیل آن‌ها اثرات متغیر‌های دیگر مانند بارش باران را نیز محاسبه کردند. آن‌ها متوجه شدند که تغییرات در نور خورشید حاصل از انفجار پیناتوبو باعث کاهش تولید محصولات کشاورزی شده و این در حالی است که انفجار آتشفشانی ال‌چیچون آسیب کمتری به تولیدات کشاورزی زده است. (اگرچه این انفجار به اندازه آتشفشان پیناتوبو اندازه‌گیری نشده و احتمالا این عاملی است که باعث ایجاد اشتباه در یافته‌ها می‌شود).

 

اثر تاریک‌کنندگی که انفجار پیناتوبو روی زمین گذاشت باعث کاهش تولید جهانی ذرت به میزان متوسط 9 درصد بود و میانگین تولید سویا، برنج و گندم را به میزان پنج درصد کاهش داد. هسیانگ می‌گوید که این نتیجه آن‌ها را شگفت‌زده کرده، زیرا دانشمندان انتظار داشتند نتیجه کاهش نور خورشید بیشتر به نفع محصولات کشاورزی تمام شود. تیم پژوهشی تجزیه‌وتحلیل گذشته خود را با یک مدل آب‌وهوایی جهانی ترکیب کردند تا بازده محصولات کشاورزی در آینده را پیش‌بینی کنند.

 

آن‌ها می‌خواستند بدانند چه‌موقع سیاره ما گرم‌تر است، با یا بدون پروژه‌های زمین- مهندسی. آن‌ها فهمیدند که با اجرای این پروژه‌ها، کاهش نور خورشید به اندازه‌ای باعث کاهش تولید محصولات می‌شود که هرگونه دستاورد احتمالی ناشی از خنک‌شدن زمین را خنثی می‌کند. هسیانگ بیان می‌دارد: «اصولا ما نمی‌گوییم که دیدگاه زمین- مهندسی به کشاورزی کره زمین صدمه می‌زند، بلکه می‌گوییم که به کشاورزی کمکی نمی‌کند. قبل از ما عده زیادی گفته بودند که این می‌تواند راهی برای نجات کشاورزی باشد؛ یعنی شما می‌توانید با استفاده از این دیدگاه از گرم‌شدن آب و هوا جلوگیری کنید تا در نتیجه به محصولات کشاورزی آسیب نرسد. ما می‌گوییم اگر شما این کار را بکنید تنها علت ازبین‌رفتن تولیدات کشاورزی را، از گرمای زیاد به نور کم تغییر داده‌اید».

قیاس مع‌الفارق؟
البته بعضی از متخصصانی که در این پژوهش دخیل نبوده‌اند، معتقدند که این نتیجه‌گیری باید محتاطانه تفسیر شود. داگلاس مک‌مارتین یک پژوهشگر ارشد در مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه کرنل است. او بیان می‌کند که «این یک تلاش خوب است، اما ما مقدار خیلی محدود از اطلاعات را در یک بازه زمانی محدود برای این‌گونه تخمین‌زدن‌ها در اختیار داریم. پس ما نباید بر اساس این اطلاعات محدود در مورد کارایی علم زمین- مهندسی نتیجه‌گیری کنیم». دیوید کیث، استاد فیزیک کاربردی در دانشگاه هاروارد، نیز تردید عمیق خود را نسبت به استفاده از داده‌های مربوط به فوران‌های آتشفشانی به‌عنوان مبنای اطلاعات بیان کرده است.

 

او می‌گوید پروژه‌های زمین- مهندسی، آب و هوا را به یک روش بسیار متفاوت از فوران‌های آتشفشانی تغییر می‌دهند، برای اینکه در این پروژه‌ها به طور مکرر ذرات معلق (آئروسل) به هوا تزریق می‌شود، درحالی‌که در فوران‌های آتشفشانی شوک ناگهانی ناشی از فوران آتشفشان باعث حضور این ذرات معلق در هوا می‌شود. ازاین‌رو دینامیک خنک‌سازی زمین با روش تزریق آئروسل در هوا با خنک‌شدن زمین در اثر فوران آتشفشان متفاوت است و بنابراین به‌طور متفاوتی روی سایر جنبه‌های آب و هوا مانند بارش تأثیر خواهد گذاشت.

 

همچنین آلن روبوک که یک پروفسور علوم زمین‌شناسی در دانشگاه راتگرز است به این نکته اشاره می‌کند که «تکنولوژی و تکنیک‌های کشاورزی در طول زمان تغییر می‌کنند و معلوم نیست که اگر روزی روش‌های زمین- مهندسی را به کار ببریم، این نتیجه‌گیری‌ها بتواند در آینده مورد استفاده قرار بگیرد». با وجود انتقادات مختلف، این محققان مستقل اذعان می‌دارند که انجام تحقیقاتی از این نوع درخصوص پروژه‌های زمین-مهندسی و تبعات احتمالی آن‌ها بسیار اهمیت دارد. آلن روبوک می‌گوید: «بسیار مهم است که ما این تحقیقات را انجام دهیم تا بتوانیم تمام خطرات این کار را سنجش کرده و دریابیم. برخی معتقدند که نباید این تحقیقات انجام شود. ما ممکن است به این نتیجه برسیم که این دیدگاه اصلا راه‌حل خوبی نیست، اما مهم آن است که هرچه‌سریع‌تر به این نتیجه دست یابیم تا به دنبال روش‌های دیگر برای کاهش تغییرات آب و هوا برویم، چون درحال‌حاضر راهکار آسان دیگری برای خروج از این وضعیت وجود ندارد».