science >> Wetenschap >  >> Natuur

Geo-engineering polaire gletsjers om zeespiegelstijging te vertragen

Klimaatonderzoeker Michael Wolovick van Princeton stelt in een Nature Comment dat gerichte benaderingen kunnen voorkomen dat gletsjers smelten, waardoor een aantal van de duurste effecten van de wereldwijde klimaatverandering wordt voorkomen. IJskappen die zich van het continentale plat naar de oceaan verspreiden, zijn zeer kwetsbaar voor smelten nabij de aardingslijn, dat is het punt waarop ze van het gesteente opstijgen en beginnen te drijven op de oceaan (paars). Wolovick stelt voor om een ​​kunstmatige dorpel te bouwen - een onderwatermuur van 3 mijl lang en 100 voet hoog - om te voorkomen dat warm water (rood) de gletsjer bereikt. Krediet:Michael Wolovick, Princeton Universiteit

Gerichte geo-engineering om continentale ijskappen te behouden, verdient serieus onderzoek en investeringen, stelt een internationaal team van onderzoekers in een commentaar gepubliceerd op 14 maart in het tijdschrift Natuur . Zonder tussenkomst, tegen 2100 zullen de meeste grote kuststeden te maken krijgen met zeespiegels die meer dan een meter hoger zijn dan nu.

Eerdere discussies over geo-engineering hebben gekeken naar wereldwijde projecten, zoals de atmosfeer bezaaien met deeltjes om meer zonlicht te weerkaatsen. Dat maakt deze gerichte aanpak haalbaarder, zegt Michael Wolovick, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in Atmospheric and Oceanic Sciences aan de Princeton University en een co-auteur van de Comment. ( Natuur redactiecommissie Opmerkingen, korte artikelen van een of meer experts die oproepen tot actie en gedetailleerde oplossingen bieden voor actuele problemen.)

"Geo-engineeringinterventies kunnen gericht zijn op specifieke negatieve gevolgen van klimaatverandering, in plaats van op de hele planeet, ' zei Wolovick.

De ijskappen van Groenland en Antarctica zullen deze eeuw meer bijdragen aan de zeespiegelstijging dan welke andere bron dan ook. dus het stoppen van de snelste ijsstromen in de oceanen zou ons een paar eeuwen geven om de klimaatverandering aan te pakken en kusten te beschermen, zeggen de auteurs.

"Er zal enige zeespiegelstijging zijn in de 21e eeuw, maar de meeste modellen zeggen dat de ijskappen pas in de 22e of 23e eeuw serieus zullen instorten, "zei Wolovick. "Ik geloof dat wat er in de 22e of 23e eeuw gebeurt, er toe doet. Ik wil dat onze soort en onze beschaving zo lang mogelijk meegaan, en dat betekent dat we plannen moeten maken voor de lange termijn."

Wolovick begon geo-engineeringbenaderingen te onderzoeken toen hij zich realiseerde hoe onevenredig de schaal was tussen de oorsprong van het probleem aan de polen en de wereldwijde impact:"Bijvoorbeeld, veel van de belangrijkste afzetgletsjers in Groenland zijn ongeveer 5 kilometer breed, en er zijn bruggen die langer zijn dan [dat]. De belangrijke ijsstromen op Antarctica zijn breder, tientallen kilometers tot 100 kilometer, maar hun maatschappelijke gevolgen zijn ook groter, omdat ze mogelijk een op hol geslagen mariene ijskap zouden kunnen instorten. De snelstromende delen van de ijskappen - de uitlaatgletsjers en ijsstromen - zijn misschien wel de hoogste hefboompunten in het hele klimaatsysteem."

De gletsjers kunnen op drie manieren worden vertraagd:het warme oceaanwater kan worden voorkomen dat het hun basis bereikt en het smelten versnelt; de ijsplaten waar ze beginnen te drijven, kunnen worden ondersteund door kunstmatige eilanden in de zee te bouwen; en de gletsjerbeddingen kunnen worden gedroogd door de dunne laag water waarop ze glijden af ​​te tappen of te bevriezen.

De engineeringkosten en schaalgrootte van deze projecten zijn vergelijkbaar met de grote civieltechnische projecten van vandaag, maar met extra uitdagingen vanwege de afgelegen en barre poolomgeving. Ingenieurs hebben al kunstmatige eilanden aangelegd en water afgevoerd onder een gletsjer in Noorwegen om een ​​waterkrachtcentrale te voeden. Het optrekken van een berm voor de snelst stromende gletsjer van Groenland - het bouwen van een onderwatermuur van 3 mijl lang en 100 meter hoog in arctische wateren - zou een vergelijkbare uitdaging zijn.

Zo'n project zou gemakkelijk in de miljarden dollars lopen, maar de wetenschappers merken op dat zonder kustbescherming, de wereldwijde schadekosten kunnen oplopen tot $ 50 biljoen per jaar. Bij gebrek aan geo-engineering, de zeewering en waterkeringen die nodig zijn om die schade te voorkomen, zouden tientallen miljarden dollars per jaar kosten om te bouwen en te onderhouden.

De onderzoekers merken op dat potentiële risico's, vooral voor lokale ecosystemen, zorgvuldig veldwerk en computermodellering nodig hebben, en de gletsjers en hun uitstroomkanalen moeten nauwkeuriger in kaart worden gebracht en gemodelleerd.

Het belangrijkste is, deze benadering zou een symptoom aanpakken, niet de oorzaak. "Glaciale geo-engineering is geen vervanging voor emissiereducties, "zei Wolovick. Zijn benaderingen zouden een van de grotere oorzaken van de wereldwijde zeespiegelstijging kunnen voorkomen, maar ze zullen de opwarming van de aarde door broeikasgassen niet verminderen.

Het lot van de ijskappen zal uiteindelijk afhangen van hoe snel de wereld de uitstoot van fossiele brandstoffen terugbrengt.

"Glaciale geo-engineering zal de ijskappen op de lange termijn niet kunnen redden als het klimaat blijft opwarmen, "Zei Wolovick. "Op de lange termijn, er zijn twee mogelijke routes die glaciale geo-engineering kan nemen:aan de ene kant, het zou een noodoplossing kunnen zijn die bedoeld is om de ijskappen te behouden totdat het klimaat voldoende is afgekoeld zodat ze op zichzelf weer levensvatbaar zijn; anderzijds, het zou een beheerste ineenstorting kunnen zijn die bedoeld is om de snelheid van de zeespiegelstijging laag te houden terwijl de ijskap langzaam wegvloeit. Als we te veel koolstof in de atmosfeer uitstoten, dan zou het enige haalbare langetermijngebruik van glaciale geo-engineering zijn om een ​​beheerde ineenstorting te orkestreren."

Wolovick pleit tegen defaitistische houdingen. "Klimaatverandering is geen onvermijdelijke apocalyps, klimaatverandering is een reeks oplosbare problemen, " zei hij. "Klimaatverandering is een uitdaging die onze soort kan en zal aangaan."

"Geo-engineer polaire gletsjers om de zeespiegelstijging te vertragen" door John Moore, Rupert Gladstone, Thomas Zwinger en Michael Wolovick verschenen in Natuur op 14 maart. Het onderzoek van Wolovick werd ondersteund door een departementale postdoctorale beurs die wordt gefinancierd door de National Oceanic and Atmospheric Administration.