منوعات

أخيرا .. اكتشاف حل جديد لإنهاء مشكلة الاحتباس الحراري

من أجل تكريم الالتزامات التي قطعتها دول العالم على نفسها، وبخاصة الولايات المتحدة الأمريكية والصين، في اتفاق المناخ التاريخي بباريس في العام الماضي، يحتاج الأمر إلى جهد دولي كبير، لخفض انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي للأرض. لكن يبدو أن العلماء لهم رأي آخر، إذ ذكروا أن هناك طريقة أخرى يمكنها أن تساعد في الحد من ارتفاع درجات الحرارة في العالم.

الهندسة الجيولوجية الشمسية

في عملية تسمى الهندسة الجيولوجية الشمسية، يمكن إدخال جزيئات تعكس الضوء إلى الغلاف الجوي للأرض، لتسبب ارتداد أشعة الشمس مرة أخرى إلى الفضاء، والحفاظ على برودة الكوكب. وفي حين أنه جرت بالفعل مناقشة هذا المفهوم المثير للجدل لعقود عديدة من الزمن، إلا أن مخاطر الهندسة الجيولوجية جعلت العلماء يعزفون بعض الشيء عن محاولة استخدام هذه التكنولوجيا. لكن باحثين، يقولون إنهم قد توصلوا لوسيلة لجعلها آمنة.

عادة ما يشير مصطلح الهندسة الجيولوجية الشمسية إلى نشر إيروسول الكبريتات (وهي جزيئات غنية بعنصر الكبريت عالقة في الهواء المضغوط بالضبط مثل بخاخات معطر الجو ومبيدات الحشرات) في طبقة الستراتوسفير. تحدث هذه العملية بشكل طبيعي خلال الانفجارات والثورات البركانية، إذ تعكس الجزيئات المنطلقة ضوء الشمس مما يكون له تأثير على تبريد الكوكب. قد تبدو فكرة أن حدوث ثوران بركاني بكل ما يطلقه من غازات وحمم هو سبب في تبريد الكوكب، غريبة وغير مهضومة للكثير منا، لكن هذا هو الواقع نتيجة جزيئات الكبريتات.

ولكن المشكلة مع إيروسول الكبريتات، وفقًا للباحثين في جامعة هارفارد، هو أنها تتحول إلى حامض الكبريتيك في طبقة الستراتوسفير، وهو الأمر الذي يسيء إلى طبقة الأوزون للأسف.

هنا فكر العلماء بهذه الطريقة: لكن ماذا لو استخدمنا نوعًا مختلفًا من الإيروسول، والذي يتميز بأنه لايزال بمقدوره عكس أشعة الشمس، ولكنه لا يحدث خسائر في طبقة الأوزون؟

يقول عالم الغلاف الجوي فرانك كوتش، من مدرسة جون بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية التابعة لهارفارد، إنه في أي وقت كان العلماء يرسلون جزيئات خاملة ما إلى طبقات الجو العليا، كانت تحدث تفاعلات بين هذه الجزيئات والغلاف الجوي التي تؤدي في نهاية المطاف إلى تدمير طبقة الأوزون، السبب في ذلك يعود إلى أن هذه الجزيئات دائمًا ما تصبح مغلفة بحمض الكبريتيك.

وأضاف: «بدلًا من محاولة الحد من التفاعلات التي تحدث مع الإيروسول، أردنا الحصول على مادة تكون شديدة التفاعل، ولكن بطريقة من شأنها أن تتجنب تدمير طبقة الأوزون».

وبالبحث عن الجزيئات التي تكون قادرة على تحييد أحماض الكبريتيك والنيتريك والهيدروكلوريك على سطحها، بدأ الفريق البحثي عملية البحث في الجدول الدوري.

السر في «الكالسيت»

في نهاية المطاف، وبعد عمليات محاكاة واسعة النطاق، اكتشفوا أن الكالسيت (أحد مكونات الحجر الجيري)، هو ما كانوا يحتاجونه بالفعل، خصوصًا وأنه يمكنه تحويل الأحماض إلى أملاح مستقرة. يقول كوتش «في الأساس، لقد انتهى بنا الأمر مع مضاد للحموضة لطبقة الستراتوسفير»، في إشارة إلى أن هذه الطبقة حمضية كونها تنتج أحماضًا عند التفاعل مع الكبريتات وغيرها، وبالتالي الحل يكمن في تقديم مضاد للحموضة لها كما يفعل الإنسان مع معدته.

ومن خلال محاكاة ظروف طبقة الستراتوسفير في التجارب المخبرية، يقول الفريق البحثي إن الكالسيت يمكنه في الواقع عكس الضوء وفي ذات الوقت مكافحة عملية فقدان طبقة الأوزون. وتكمن ميزة الكالسيت في توفره بكثرة على سطح الأرض مما يجعله موردًا عمليًا للهندسة الجيولوجية.

ويقول ديفيد كيث، عالم الفيزياء التطبيقية، إن الكالسيت هو واحد من المركبات الأكثر شيوعًا في قشرة الأرض، موضحًا أن الكميات التي ستستخدم منه في تطبيقات الهندسة الجيولوجية الشمسية ستكون صغيرة. ولكن وعلى الرغم من هذا الاكتشاف الواعد، يقول الفريق البحثي إن كمية كبيرة من البحوث الإضافية يجب القيام بها أولًا قبل أن نبدأ حقن هذه المادة في الغلاف الجوي.

ويذكر كيث أن كيمياء طبقة الستراتوسفير معقدة، و«نحن لا نفهم كل شيء عنها»، كما يقول العلماء، لكن ما يعلمونه يقينًا، هو أنه في قلب العملية سوف يكون هناك تفاعل كيميائي ضخم يجري حدوثه في الغلاف الجوي، وذلك بسبب الطريقة التي سيعادل بها الكالسيت الأحماض.