8 Minutės
Radikali vandenynų geoinžinerijos idėja
80 kilometrų pločio Beringo sąsiaure tarp Rusijos ir Aliaskos mokslininkai pasiūlė neįprastą geoinžinerinę strategiją: pastatyti didelį užtvanką per kanalą, kad pakeistų vandenynų srautus ir apsaugotų Atlanto meridinio apverčiamojo srauto (AMOC) veiklą. AMOC yra paviršiaus ir giluminis srautų sistema, kuri neša šiltą, sūrų vandenį į šiaurę Atlante ir grąžina šaltą vandenį pietų link gyliais. Ši cirkuliacija padeda sušvelninti Vakarų Europos klimatą ir atlieka esminį vaidmenį pasauliniame šilumos bei anglies transportavime.
Šalininkai tvirtina, kad tam tikruose sušilimo scenarijuose dideli gėlo vandens kiekiai ir spartus vandenyno įšilimas gali susilpninti arba net sulaužyti AMOC. Paprastame modeliavimo eksperimente, paskelbtame kaip arXiv preprintas, tyrėjai Jelle Soons (Utrechto universiteto doktorantas) ir Henk Dijkstra siūlo, jog užblokavus Ramiojo vandenyno įplaukas per Beringo sąsiaurą būtų sumažintas gėlo vandens spaudimas Šiaurės Atlante ir taip sustiprintas arba stabilizuotas AMOC. Kaip teigia Soons: 'Žlugimo rizika tikrai nėra nereikšminga.'
Tuo pat metu kritikai įspėja, kad sąsiauro uždarymas gali įvesti naujus, blogai suprastus grįžtamuosius ryšius ir žalą. 'Šių grįžtamųjų ryšių ir pasekmių mastas yra didžiulis ir labai nežinomas,' sako Susan Lozier, okeanografė iš Džordžijos technologijos instituto. Ankstesni ir išsamesni kitų grupių simuliavimai pasiekė priešingą išvadą: uždarius sąsiaurą realiai galima sukelti patį žlugimą, kurio užtvara turėtų užkirsti kelią.
Mokslinis kontekstas: kodėl AMOC yra svarbus
Atlantinis meridinis apverčiamasis srautas (AMOC) dažnai apibūdinamas kaip globalinis konvejerio juostas. Šiltas, sūrūs paviršiniai vandenys teka šiaurėn iš tropikų į Šiaurės Atlantą; ten jie atvėsta, padidėja jų tankis ir grimzta į gilius vandenis, grįždami link pusiaujo gyliais. Šis apverčiantis procesas perneša šilumą ir anglies junginius bei padeda palaikyti regioninius klimato modelius.
Klimato mokslininkai nurodo dvi pagrindines priežastis, kaip antropogeninis sušilimas gali susilpninti arba sustabdyti AMOC. Pirmiausia, tiesioginis paviršiaus sušilimas Šiaurės Atlante mažina paviršinio vandens gebėjimą atvėsti ir grimzti. Antra, papildomas gėlas vanduo iš tirpstančių ledynų ir padidėjusios kritulių kiekio sumažina paviršinį druskingumą ir plūdrumą, trukdydamas grimzti. Abi šios priežastys mažina giluminio vandens susidarymą ir gali sulėtinti apverčiamąją cirkuliaciją.
Paleoklimato įrašai rodo, kad ankstesniais ledyniniais laikotarpiais — kai jūros lygis buvo žemesnis ir Beringo žemės tiltas uždarė ryšį tarp Arkties ir Ramiojo vandenyno — AMOC elgėsi kitaip ir galbūt buvo stipresnis. Toks geologinis precedentą paskatino idėją dirbtinai atkurti Beringo barjerą kaip sąmoningą įsikišimą į vandenynų cirkuliaciją.
Modeliai nesutaria: stabilizatorius ar gaidukas?
Soons ir Dijkstra supaprastintas modelis pabrėžia spartų sušilimą ir Ramiojo vandenyno kilmės gėlo vandens vaidmenį, kuris patenka į Arktį ir teka į Šiaurės Atlantą per sąsiaurą. Jų simuliacijose tas Ramiojo vandenyno kilmės, palyginti gėlas vanduo keliauja per Arktį ir vėliau patenka į Šiaurės Atlantą, prisidėdamas prie salinumo sumažėjimo ir galimo žlugimo. Uždarius sąsiaurą, ši keleivė sumažėjo ir jų modeliuose apverčiamosios cirkuliacijos išsaugojimas buvo palankesnis.
Tačiau sudėtingesni ankstesni darbai — ypač Aixue Hu iš Nacionalinio atmosferos tyrimų centro (NCAR) ir kitų grupių — davė priešingus rezultatus. Hu modeliai fokusavosi į gėlo vandens patekimą tiesiai į Šiaurės Atlantą ir nustatė, kad dalis to gėlo vandens patenka į Arktį, o vėliau išsiveržia į Ramųjį vandenyną per Beringo sąsiaurą. Tokiu požiūriu sąsiauras veikia kaip saugos vožtuvas: leidžiant gėlam vandeniui išeiti iš Atlanto sistemos galima palaikyti Šiaurės Atlanto druskingumą ir AMOC. Uždarykite sąsiaurą, randa Hu, ir gėlas vanduo kaupiasi Arkties vandenyse tol, kol galiausiai sugrįžta į Atlantą ir sukelia staigų cirkuliacijos sustabdymą.
Hu trumpai apibendrino šį kontrastą: 'Tai įdomi idėja. Bet realybėje ji gali sukelti problemą, kuriai jie bando užkirsti kelią.' Kiti okeanų modeliuotojai savo simuliacijose taip pat užfiksavo panašią saugos vožtuvo dinamiką. Kaip pabrėžia Susan Lozier: 'Klimato modeliai, prognozuojantys lūžio taškus, neturi patvirtinimo.' Ši netikrumo situacija — skirtingi modeliai, skirtingi parametrizavimai dėl maišymo, jūros ledo ir gėlo vandens keliavimo — reiškia, kad inžinerinė idėja reikalauja daug išsamesnio, daugelio modelių vertinimo prieš bet kokį rimtą įgyvendinimo svarstymą.
Supaprastintas Atlanto meridinio apverčiamojo srauto vaizdas, kuris nugabena šiltą vandenį į Vakarų Europą prieš atvėstant ir grimztant į vandenyno dugną. MIKKEL JUUL JENSEN/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Inžinerinė įgyvendinamumas, ekologinės pasekmės ir geopolitika
Iš inžinerinės pusės Beringo sąsiauras nėra neįveikiamai platus. Per siauriausią vietą Rusija ir Aliaska stovi arčiau viena kitos nei kai kurie didmiesčių poros; maksimalus gylis yra apie 59 metrai, o vidury kanalo stovi du maži saleliai. Saemangeum jūros siena Pietų Korėjoje, 33 kilometrų ilgio ir iki 54 metrų gylio, demonstruoja, kad didelius pakrantės barjerus galima statyti už kelių milijardų dolerių kainą. Ta jūros siena kainavo beveik 3 mlrd. USD ir buvo pastatyta santykinai ramiuose, prieinamuose pakrantės vandenyse — ne atokiame Arkties sąsiauryje, kuriame vyrauja jūros ledas, stiprios audros ir sudėtinga tarptautinė politika.
Aplinkos ir socialinės pasekmės būtų reikšmingos. Sąsiauras yra sezoninis migruojantis koridorius jūriniams žinduoliams ir daugeliui žuvų rūšių; taip pat jis suteikia buveinę subarktiniams organizmams, kurie kylą į šiaurę besikeičiančios Arkties sąlygose. Šių kelių trikdymas paveiktų vietines ištisus gyvenimo būdus ir pakrančių bendruomenes, kurios priklauso nuo jūrinių išteklių maisto saugumui, kultūrai ir vietinei ekonomikai. Barjeras taip pat galėtų trukdyti didėjančiam komerciniam laivybos srautui ir sukurti naujas navigacijos bei logistikos grėsmes.
Už vietinių padarinių ribų užtvanka galėtų pertvarkyti regioninius vandenynų srautus, jūros ledo modelius ir maistinę̇ medžiagų tiekimą per Arktį ir Šiaurės Ramųjį vandenyną, sukeldama kaskadinius efektus ekosistemoms ir žuvininkystei. Atsižvelgiant į vandenyno daugiametį reagavimo laiką, netyčinės pasekmės gali atsirasti pamažu ir būti sunkiai atstatomos.
Soons šiuo metu bando išbandyti Beringo užtvankos scenarijus išsamesniuose klimato modeliuose, siekdamas patikrinti savo pradinius rezultatus. Kol kas kritikai teigia, kad šie preliminarūs rezultatai yra nepakankami pateisinti bet kokį inžinerinį įsikišimą. Kaip aštriai pastebi Aixue Hu: 'Šis darbas vienas negali mūsų įtikinti tai daryti.'
Alternatyvos ir papildomos priemonės
Kai kurie mokslininkai siūlo mažiau invazines priemones, jei tikslas — palaikyti vandenyno tankį ir apvertimą — pavyzdžiui, lokalizuotą Šiaurės Atlanto 'sūrinimą' siekiant padidinti paviršinį druskingumą ir tankį, nors tokie pasiūlymai taip pat kelia rimtų etinių, logistinių ir ekologinių klausimų. Dauguma klimato mokslininkų pabrėžia, kad pagrindinė ir efektyviausia strategija išlieka reikšmingas išmetamųjų teršalų mažinimas: sulėtinus globalinį sušilimą mažinant iškastinio kuro naudojimą, sumažėja didelio masto vandenynų cirkuliacijos pokyčių rizika.
Ekspertės įžvalga
Dr. Elena Cortés, vyresnioji fizikinių okeanografijos specialistė Arkties klimato institute, pateikia praktišką perspektyvą: 'Beringo užtvankos idėja yra drąsi ir intelektualiai intriguojanti, nes sieja paleoklimato įrodymus su galimais būsimais įsikišimais. Tačiau vandenynai yra labai tarpusavyje susiję. Modeliai nesutaria ne be priežasties: skirtingas jūros ledo, maišymo ir gėlo vandens keliavimo atstovavimas lemia skirtingus rezultatus. Prieš pradėdami net galvoti apie statybas, turime koordinuotus daugelio modelių palyginimus, regioninius aukštos raiškos simuliavimus, ekologinių poveikių vertinimus ir reikšmingą bendruomenių, ypač vietinių ir pakrančių, įtraukimą. Inžineriniai sprendimai klimato rizikoms negali būti atskirti nuo socialinių, ekologinių ir geopolitinių realybių.'
Išvada
Beringo sąsiauro uždarymas užtvanka yra provokuojantis geoinžinerinis pasiūlymas, parodantis Žemės vandenynų sistemų trapumą ir sudėtingumą. Paprasti modeliai nurodo, kad tam tikrais scenarijais tai galėtų padėti stabilizuoti Atlanto meridinio apverčiamojo srauto veiklą, tuo tarpu išsamesni simuliavimai įspėja, kad tai gali sukelti būtent tą žlugimą, kuriam siekiama užkirsti kelią. Techninis įgyvendinamumas atrodo galimas, tačiau aplinkos, socialinės ir geopolitinės išlaidos yra didelės ir labai neaiškios. Dauguma ekspertų sutaria, kad prieš bet kokį realų svarstymą reikėtų daug daugiau modelavimo, ekologinių studijų ir suinteresuotųjų šalių konsultacijų — ir kad patikimiausias kelias saugoti vandenynų cirkuliaciją išlieka greitas ir nuoseklus šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų mažinimas.
Šaltinis: science
Komentarai