Glacialteknik kan begrænse havniveaustigningen, hvis vi får vores emissioner under kontrol

Målrettede ingeniørprojekter for at forhindre smeltning af gletschere kan bremse sammenbruddet af iskapper og begrænse havniveaustigningen, ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet European Geosciences Union Kryosfæren . Mens en intervention svarende til eksisterende store anlægsprojekter kun kunne have 30 % chance for succes, et større projekt ville have bedre chancer for at forhindre indlandsisens kollaps. Men undersøgelsesforfatterne Michael Wolovick og John Moore advarer om, at reduktion af emissioner stadig er nøglen til at stoppe klimaændringer og dens dramatiske virkninger.

"At lave geoengineering betyder ofte at overveje det utænkelige, "siger Moore, en videnskabsmand ved Beijing Normal University, Kina, og professor i klimaændringer ved University of Lapland, Finland. Begrebet 'geoengineering' anvendes normalt på storstilede indgreb for at bekæmpe klimaændringer. Men i stedet for at forsøge at ændre hele klimaet, Wolovick og Moore siger, at vi kunne anvende en mere målrettet tilgang til at begrænse en af ​​de mest drastiske konsekvenser af klimaændringer:stigning i havniveauet.

Deres "utænkelige" idé er glacial geoengineering:at lave ændringer i havbundens geometri nær gletsjere, der flyder ud i havet, danner en ishylde, for at forhindre dem i at smelte yderligere. Nogle gletschere, såsom Thwaites-isstrømmen på størrelse med Storbritannien eller Florida i Vestantarktis, trækker sig hurtigt tilbage. "Thwaites kunne nemt udløse et løbsk [Vestantarktis] iskappekollaps, der i sidste ende ville hæve det globale havniveau med omkring 3 meter, "forklarer Wolovick, en forsker ved Princeton University's Department of Geosciences, OS. Dette kan få dramatiske konsekvenser for de millioner af mennesker, der bor i verdens kystområder.

I stedet for, eller i tillæg til, begrænsning af virkningerne af stigende hav gennem traditionel kystbeskyttelse, at bruge gletsjer geoengineering til at stoppe oversvømmelsen ved kilden kunne være en levedygtig mulighed, som Wolovick og Moore viser. "Det vigtigste resultat [af vores undersøgelse] er, at en meningsfuld indlandsis-intervention er stort set inden for størrelsesordenen af ​​plausible menneskelige præstationer, " siger Wolovick.

Holdet undersøgte to glacial-geoengineering-designs. En idé ville være at bygge en mur under vandet for at blokere varmt vand for at nå en ishyldes base, som er meget følsom over for smeltning. Et enklere design består i at konstruere kunstige høje eller søjler på havbunden:de ville ikke blokere for varmt vand, men kunne støtte og holde gletsjeren tilbage, hjælper det med at vokse igen. "I begge tilfælde, vi forestillede os meget simple strukturer, simpelthen bunker af sand eller grus på havbunden, " siger Wolovick.

Holdet kørte computermodeller, hvor de anvendte disse designs til Thwaites Glacier i en opvarmende verden. Thwaites forventes at være den største individuelle kilde til fremtidig havniveaustigning og, ved 80 til 100 km bred, det er en af ​​de bredeste gletsjere i verden. "Hvis [glacial geoengineering] fungerer der, så ville vi forvente, at det også ville fungere på mindre udfordrende gletsjere, " skriver forfatterne ind Kryosfæren undersøgelse.

Forskningen viser, at selv det simplere design kan bremse hastigheden af ​​havniveaustigningen, give kystsamfund mere tid til at tilpasse sig stigende farvande. Den mindste intervention har en 30% sandsynlighed for at forhindre et flugtende kollaps af det vestantarktiske islag i en overskuelig fremtid, ifølge modellerne. Dette indgreb vil bestå i at bygge isolerede 300 meter høje høje eller søjler på havbunden med mellem 0,1 og 1,5 kubikkilometer tilslag, afhængig af materialets styrke. Dette svarer til mængden af ​​materiale, der blev udgravet for at bygge Suez-kanalen i Egypten (1 kubikkilometer) eller brugt på Dubais Palmeøer (0,3 kubikkilometer).

Et mere sofistikeret projekt, går ud over den skala, menneskeheden hidtil har forsøgt, ville have større chancer for succes med at undgå et løbsk indlandsis-kollaps inden for de næste 1000 år (den tid simuleringerne løber i), samt bedre odds for at få indlandsisen til at genvinde massen. En lille undervandsvæg, der blokerer for omkring 50 % af varmt vand i at nå ishyldens base, kan have 70 % chance for at lykkes, mens større vægge ville være endnu mere tilbøjelige til at forsinke eller endda stoppe indlandsisens kollaps.

På trods af de opmuntrende resultater, forskerne siger, at de ikke går ind for at starte disse ambitiøse projekter i den nærmeste fremtid. Mens det enkleste design ville svare til eksisterende ingeniørprojekter i skala, det ville blive bygget i et af Jordens barskeste miljøer. Så, de tekniske detaljer mangler stadig at blive udarbejdet. Ikke desto mindre, holdet ønskede at se, om glacial geoengineering kunne fungere i teorien, og ønskede at få det videnskabelige samfund til at tænke over, og forbedre, designerne.

"Vi forstår alle, at vi har en presserende faglig forpligtelse til at bestemme, hvor meget havniveaustigning samfundet skal forvente, og hvor hurtigt den havvandsstigning sandsynligvis vil komme. Imidlertid, vi vil hævde, at der også er en forpligtelse til at forsøge at finde på måder, hvorpå samfundet kan beskytte sig mod et hurtigt indlandsiskollaps, " siger Wolovick.

Isfysik viser, at glacial geoteknik kunne arbejde for at forhindre indlandsisens kollaps, men både Wolovick og Moore er overbevist om, at reduktion af drivhusgasemissioner fortsat er en prioritet i kampen mod klimaændringer. "Der er uærlige elementer i samfundet, som vil forsøge at bruge vores forskning til at argumentere imod nødvendigheden af ​​emissionsreduktioner. Vores forskning understøtter på ingen måde den fortolkning, " de siger.

Tekniske gletsjere ville kun begrænse havniveaustigningen, mens reduktion af emissioner også kan begrænse andre skadelige konsekvenser af klimaændringer, såsom havforsuring, oversvømmelser, tørke og hedebølger. Ud over, holdet påpeger, at mere opvarmning ville betyde, at glacialkonstruktionsprojekter ville blive mindre gennemførlige og ville have lavere chancer for succes. Trods alt, deres undervandsstrukturer kan beskytte bunden af ​​ishylderne, men ville ikke forhindre varm luft i at æde isen på toppen væk.

"Jo mere kulstof vi udleder, jo mindre sandsynligt er det, at iskapperne vil overleve på lang sigt ved noget tæt på deres nuværende volumen, " slutter Wolovick.