Προκλήσεις και λύσεις του 21ου αιώνα Μέρος 2: Κλιματική αλλαγή

Στις ανθρώπινες προκλήσεις που αντιμετωπίζουμε σήμερα κυριαρχεί η άμεση παγκόσμια πανδημία που περιγράφεται στο Μέρος 1 αυτής της σειράς δημοσιεύσεων μαζί με μια περιγραφή της τεχνολογικής επανάστασης που είναι τα εμβόλια mRNA που έχουν προκύψει λόγω του COVID-19.

Στο Μέρος 2, ωστόσο, εξετάζουμε τις ανθρωπογενείς κλιματικές αλλαγές και την επιστήμη και την τεχνολογία που μπορούν να μας βοηθήσουν να μετριάσουμε, να προσαρμοστούμε και τελικά να ανατρέψουμε τις ακούσιες συνέπειες των σύγχρονων βιομηχανικών δραστηριοτήτων μας στον πλανήτη.

Η ανθρωπογενής υπερθέρμανση του πλανήτη έχει επισημανθεί ως „κόκκινος κώδικας“ για τον πλανήτη από την τελευταία έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC). Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με τα ευρήματά του, μπορείτε να ανατρέξετε στη σειρά τριών τμημάτων που δημοσίευσα πρόσφατα σε αυτόν τον ιστότοπο. Ξεκινήστε με τον παρεχόμενο σύνδεσμο που σας μεταφέρει στον τελευταίο από τους τρεις λόγω της συνάφειας του με τη συζήτηση εδώ.

Εάν δεν έχετε διαβάσει πολλά για την υπερθέρμανση του πλανήτη, ίσως να μην γνωρίζετε ότι συνδέεται άμεσα με την αύξηση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (GHGs) από ανθρώπινες δραστηριότητες. Τα αέρια παράγονται από γεωργικές, βιομηχανικές, οικιακές και μεταφορικές πηγές. Δεν μπορούμε να σταματήσουμε τις δραστηριότητες, αλλά μπορούμε να εφαρμόσουμε την επιστήμη και την τεχνολογική καινοτομία για να διασφαλίσουμε ότι δεν θα συνεχίσουν να επιταχύνουν τη θέρμανση του πλανήτη.

Τι επιστήμη λοιπόν και ποιες τεχνολογίες;

Η επιστήμη που μπορεί να γίνει τώρα

Όσο καλή είναι η επιστημονική μας κατανόηση για την κλιματική αλλαγή από τότε που δημοσιεύθηκαν οι πρώτες εκθέσεις IPCC πριν από την έναρξη του Πρωτοκόλλου του Κιότο το 1997, έχουμε ακόμη πολλά να μάθουμε. Οι παρακάτω είναι πέντε τομείς όπου πρέπει να κάνουμε περισσότερες εργασίες:

1. Βελτιώστε τη γνώση και την κατανόηση του ρόλου που παίζουν τα σύννεφα στη συμβολή ή τον μετριασμό της ατμοσφαιρικής θέρμανσης.
2. Κατανοήστε περισσότερο από τον αντίκτυπο των μακροπρόθεσμων εκπομπών GHG από διοξείδιο του άνθρακα (CO2), αλλά και τις βραχυπρόθεσμες εκπομπές GHG από:
   • μεθάνιο (CH4) το οποίο έχει δυνατότητα θέρμανσης 28 έως 36 φορές μεγαλύτερο από το CO2 σε έναν αιώνα.
   • οξείδιο του αζώτου (Ν2Ο) με δυναμικό θέρμανσης 265 έως 298 φορές μεγαλύτερο από το CO2 κατά την ίδια περίοδο.
   • υδροφθοράνθρακες (HFC) με δυνατότητα θέρμανσης εκατοντάδες έως χιλιάδες φορές πιο ισχυρούς από το CO2 την ίδια περίοδο.
   • άλλοι συνεισφέροντες στο φαινόμενο του θερμοκηπίου συμπεριλαμβανομένου του εξαφθοριούχου θείου (SF6), 23.600 φορές μεγαλύτερο από το CO2 και 6 διαφορετικούς υπερφθοράνθρακες (PFC) με παρόμοιο δυναμικό θέρμανσης με τους υδροφθοράνθρακες.
3. Αυξήστε τη συλλογή δεδομένων από παγκόσμιες και διαστημικές αναπτύξεις ενός ολοκληρωμένου δικτύου αισθητήρων για να βελτιώσετε περαιτέρω τα κλιματικά μοντέλα για να βελτιώσουμε την κατανόηση των επιπτώσεων των αερίων του θερμοκηπίου στον ωκεανό, την ατμόσφαιρα και τη γη.
4. Έρευνα και μελέτη δυναμικών ηπειρωτικών, αλπικών και θαλάσσιων πάγων για να τροφοδοτήσουμε τα υπάρχοντα και μελλοντικά παγκόσμια κλιματικά μοντέλα.
5. Λάβετε μια καλύτερη αντιμετώπιση των εξωτερικών φυσικών επιπτώσεων της αλλαγής που προέρχονται από μη ανθρώπινους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της ηλιακής δραστηριότητας και των γεωδυναμικών αλλαγών στον πλανήτη.

Η τεχνολογική καινοτομία που απαιτείται για την αντιστροφή της κλιματικής αλλαγής

Είναι η εφευρετική μας φύση που μας έφερε σε δύσκολη θέση με τη φύση. Είμαστε εξαιρετικοί στην εξαγωγή αξίας από τον πλανήτη είτε πρόκειται για ορυκτά καύσιμα, ανόργανα άλατα και άλλα υλικά, είτε για τρόφιμα. Αλλά η βιωσιμότητα δεν ήταν ποτέ το επίκεντρο και το επίκεντρο της επιδίωξής μας για τη μεγαλοπρέπεια της Γης.

Η βιωσιμότητα απαιτεί από εμάς να ενεργοποιήσουμε μια επαναφορά του μυαλού και μπορούμε να το κάνουμε αυτό. Αλλά πρώτα, πρέπει να αναγνωρίσουμε πώς η τεχνολογία συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη, όπως φαίνεται από τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από περιβαλλοντολόγους και επιστήμονες του κλίματος.

Το mea culpa περιλαμβάνει τεχνολογία που ανοίγει τρύπες στον πλανήτη για τη συγκομιδή ενεργειακών προϊόντων που παράγουν αέρια θερμοκηπίου (ορυκτά καύσιμα).

Η τεχνολογία που εξορύσσει υπόγεια και απογυμνώνει τις επιφάνειες της γης, καθαρίζει τα δάση, μετατρέπει τους φυσικούς καταβόθρες άνθρακα σε συνεισφέροντες στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και αναδιαμορφώνει ποτάμια, λίμνες και ακτές χωρίς να κατανοεί τις φυσικές συνέπειες αυτών των δραστηριοτήτων.

Τεχνολογία με τη μορφή δορυφόρων και αισθητήρων που πλημμυρίζουν το χώρο κοντά στη Γη και τον ίδιο τον πλανήτη για να μυρίσουν ακόμα πιο εκχυλιστική αξία σε σημείο που καταναλώνουμε περισσότερες από δύο φορές την ικανότητα της Γης να αποκαθίσταται φυσιολογικά ετησίως.

Είναι περίεργο ότι ο πλανήτης εμφανίζει πυρετό;

Αλλά ποια τεχνολογία θερίζει μπορεί επίσης να σπείρει βοηθώντας μας να αντιστρέψουμε όλα τα παραπάνω. Ακολουθούν μερικοί τρόποι με τους οποίους μπορούμε να αναπτύξουμε τεχνολογία για να το κάνουμε αυτό.

1. Ανάπτυξη καύσιμων καυσίμων που δεν εκπέμπουν GHG για αντικατάσταση ορυκτών καυσίμων. Ο κορυφαίος διεκδικητής είναι το υδρογόνο το οποίο μπορεί να παραχθεί χωρίς εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από νερό με ηλεκτρόλυση ή από βιομάζα και απόβλητα με πυρόλυση κλειστού συστήματος. Υπάρχει μεγάλη δραστηριότητα στο πράσινο αρχείο υδρογόνου αυτές τις μέρες.
2. Αντικατάσταση της παραγωγής ενέργειας και της υποδομής που βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα με 100% ανανεώσιμες εναλλακτικές λύσεις που περιλαμβάνουν ανάπτυξη ηλιακής, αιολικής, γεωθερμικής, παλιρροιακής, κυματικής και φυσικής και χημικής αποθήκευσης. Το μεγαλύτερο μέρος του κόστους των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει μειωθεί για να γίνει ανταγωνιστική ως προς τις τιμές με την παραδοσιακή παραγωγή θερμικής ενέργειας.
3. Εξάλειψη των βραχυπρόθεσμων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου με τη διόρθωση των λαθών και των σχεδιαστικών ατελειών της υπάρχουσας ενεργειακής μας υποδομής. Το CH4 από διαρροές σωλήνων και φρεάτια και HFC και PFC από βιομηχανικό εξοπλισμό μπορούν να εξαλειφθούν με αυτόν τον τρόπο. Εν τω μεταξύ, οι πηγές N2O μπορούν να αφαιρεθούν λαμβάνοντας οχήματα που καίνε ορυκτά καύσιμα από το δρόμο και οι πηγές SF6 μπορούν να εξαλειφθούν με την αλλαγή των διαδικασιών κατασκευής αλουμινίου.
4. Αφαίρεση CO2 από το σημείο εκπομπών και από την ατμόσφαιρα απευθείας. Η ανάπτυξη τεχνολογίας για τη δέσμευση CO2 από βιομηχανικές πηγές και πηγές ενέργειας είναι μια αναπτυσσόμενη βιομηχανία. Και η τεχνολογία δέσμευσης CO2 απευθείας στον αέρα έχει αυξήσει τον αριθμό των πιλοτικών έργων τα τελευταία χρόνια. Η πρώτη εμπορική εγκατάσταση άμεσης αεροπορικής σύλληψης αναπτύχθηκε πρόσφατα στην Ισλανδία. Για να μειωθεί ο υπάρχων ατμοσφαιρικός άνθρακας θα χρειαστούν δεκάδες χιλιάδες λύσεις δέσμευσης CO2. Κάποιοι υποστηρίζουν ότι χωρίς αυτά δεν θα είμαστε σε θέση να διορθώσουμε τον λανθάνοντα αντίκτυπο του παλαιού CO2 που υπάρχει ήδη στην ατμόσφαιρά μας, πράγμα που σημαίνει ότι οι θερμοκρασίες θα συνεχίσουν να αυξάνονται.
5. Πιο προβληματική είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών γεωμηχανικής. Αυτές οι αμφιλεγόμενες ιδέες περιλαμβάνουν την προσθήκη αερολυμάτων στην ανώτερη ατμόσφαιρα για την ψύξη της επιφάνειας του πλανήτη. Or η ανάπτυξη μαζικών δορυφορικών σκίαστρων σε σταθερή τροχιά πάνω από τον πλανήτη για να παράγει παρόμοιο αποτέλεσμα. Στη συνέχεια, τροφοδοτεί τα σύννεφα με χημικά για να τα λευκάνει έτσι ώστε να αντανακλούν το φως του ήλιου. Αλλά σε όλες αυτές τις λύσεις γεωμηχανικής, δεν έχουμε ακόμη εξετάσει τις ακούσιες συνέπειες και τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της ανάπτυξης τους.
6. Ενίσχυση των φυσικών νεροχύτων άνθρακα μέσω:
   • γενετικά τροποποιημένα δέντρα και χόρτα που φυτεύονται στη στεριά και καλλιέργεια φυκιών (φύκια) στον ωκεανό για να τραβήξει CO2 από τον αέρα.
   • αυτοματοποίηση των προσπαθειών αναδάσωσης και αναδάσωσης για την αύξηση της ανάπτυξης των δέντρων σε αντίθεση με τα αέρια θερμοκηπίου και τη χρήση ρομπότ για τη φροντίδα φύτευσης και μετά τη φύτευση.
   • χρησιμοποιώντας μικρομπότ που εισάγονται σε εδάφη για να ενισχυθούν οι φυσικές ιδιότητες των επιφανειών για να αυξηθεί η πρόσληψη άνθρακα.
   • ανάπτυξη αισθητήρων στα οικοσυστήματα για την παρακολούθηση της αποτελεσματικότητας αποθήκευσης άνθρακα, την αστυνόμευση των δασών για παράνομη υλοτομία και την προστασία της βιοποικιλότητας.
   • η εφαρμογή τεχνητής νοημοσύνης (AI) και η πρόβλεψη μοντέλων για τον εντοπισμό των τρεχόντων και μελλοντικών κινδύνων για τους υπάρχοντες φυσικούς νεροχύτες άνθρακα.