Climate Hacking: **การปรับสภาพภูมิอากาศ** กับผลกระทบ

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังเป็นตัวเร่งให้เกิดคลื่นความร้อนที่เป็นอันตราย ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น และการเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทร แม้ว่าประเทศต่างๆ จะทำตามพันธสัญญาในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ภาวะโลกร้อนก็จะเกินกว่าที่ระบบนิเวศหลายแห่งจะรับมือได้อย่างปลอดภัย

ความเป็นจริงดังกล่าวได้กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์ รัฐบาล และสตาร์ทอัพจำนวนมากขึ้นสำรวจหาวิธีกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ หรืออย่างน้อยก็ตอบโต้ผลกระทบชั่วคราว

แต่การแทรกแซงสภาพภูมิอากาศเหล่านี้มีความเสี่ยง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมหาสมุทร ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดของโลก ซึ่งคาร์บอนถูกดูดซับและจัดเก็บ และเป็นรากฐานของความมั่นคงทางอาหารโลก

ทีมงานนักวิจัยของเราใช้เวลาหลายทศวรรษในการศึกษามหาสมุทรและสภาพภูมิอากาศ ในการศึกษาใหม่ เราได้วิเคราะห์ว่าการแทรกแซงสภาพภูมิอากาศประเภทต่างๆ อาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางทะเลอย่างไร ทั้งในทางที่ดีและทางที่ไม่ดี และจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมในด้านใดบ้าง เพื่อทำความเข้าใจความเสี่ยงก่อนที่จะมีใครลองใช้ในวงกว้าง เราพบว่าบางกลยุทธ์มีความเสี่ยงน้อยกว่ากลยุทธ์อื่นๆ แม้ว่าจะไม่มีกลยุทธ์ใดที่ปราศจากผลกระทบ

การแทรกแซงสภาพภูมิอากาศแบ่งออกเป็นสองประเภทกว้างๆ ที่ทำงานแตกต่างกันมาก

ประเภทหนึ่งคือการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ CDR ซึ่งจัดการกับสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยนำคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ

มหาสมุทรดูดซับเกือบหนึ่งในสามของการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกิดจากมนุษย์ในแต่ละปี และมีศักยภาพอย่างมากในการกักเก็บคาร์บอนได้มากขึ้น เทคนิคการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในทะเลมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มปริมาณการดูดซับตามธรรมชาติโดยการเปลี่ยนแปลงชีววิทยาหรือเคมีของมหาสมุทร

วิธีการกำจัดคาร์บอนทางชีวภาพจะดักจับคาร์บอนผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงในพืชหรือสาหร่าย บางวิธี เช่น การใส่ปุ๋ยเหล็ก และการเพาะเลี้ยงสาหร่ายทะเล ส่งเสริมการเจริญเติบโตของสาหร่ายทะเลโดยให้สารอาหารมากขึ้น คาร์บอนส่วนเล็กน้อยที่พวกมันดักจับได้ในระหว่างการเจริญเติบโตสามารถเก็บไว้ในมหาสมุทรได้นานหลายร้อยปี แต่ส่วนใหญ่จะรั่วไหลกลับสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อชีวมวลสลายตัว

วิธีการอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการปลูกพืชบนบกและจมลงในน้ำลึกที่มีออกซิเจนต่ำ ซึ่งการสลายตัวช้ากว่า ซึ่งจะช่วยชะลอการปล่อยคาร์บอนที่พวกมันกักเก็บไว้ สิ่งนี้เรียกว่า การจัดเก็บชีวมวลบนบกแบบไร้ออกซิเจน

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์อีกประเภทหนึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ชีววิทยาในการดักจับคาร์บอน การเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทร จะแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำทะเลให้เป็นคาร์บอนรูปแบบอื่นๆ ทางเคมี ทำให้มหาสมุทรสามารถดูดซับจากชั้นบรรยากาศได้มากขึ้น สิ่งนี้ทำได้โดยการเติมวัสดุที่เป็นด่างจำนวนมาก เช่น หินคาร์บอเนตหรือซิลิเกตที่บดเป็นผง เช่น หินปูนหรือหินบะซอลต์ หรือสารประกอบที่ผลิตด้วยไฟฟ้าเคมี เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์

การปรับเปลี่ยนรังสีจากดวงอาทิตย์ เป็นอีกประเภทหนึ่งโดยสิ้นเชิง มันทำงานเหมือนแผ่นบังแดด—มันไม่ได้กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ แต่มันสามารถลดผลกระทบที่เป็นอันตราย เช่น คลื่นความร้อนและการฟอกสีปะการัง โดยการฉีดอนุภาคเล็กๆ เข้าไปในชั้นบรรยากาศที่ทำให้เมฆสว่างขึ้น หรือสะท้อนแสงแดดกลับสู่ห้วงอวกาศโดยตรง จำลองการเย็นตัวที่เห็นได้หลังจากการปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ สิ่งที่น่าสนใจของการปรับเปลี่ยนรังสีจากดวงอาทิตย์คือความเร็ว มันสามารถทำให้โลกเย็นลงได้ภายในไม่กี่ปี แต่มันจะปกปิดผลกระทบของการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น

เราตรวจสอบการแทรกแซงแปดประเภทและประเมินว่าแต่ละประเภทอาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางทะเลอย่างไร เราพบว่าทั้งหมดมีศักยภาพและข้อเสียที่แตกต่างกัน

ความเสี่ยงประการหนึ่งของการดึงคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่มหาสมุทรมากขึ้นคือภาวะกรดในมหาสมุทร เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำทะเล มันจะก่อตัวเป็นกรด กระบวนการนี้กำลังทำให้เปลือกหอยนางรมอ่อนแอลง และทำลายปะการัง และแพลงก์ตอน ซึ่งมีความสำคัญต่อห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทร

การเติมวัสดุที่เป็นด่าง เช่น หินคาร์บอเนตหรือซิลิเกตที่บดเป็นผง สามารถตอบโต้ความเป็นกรด ของคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติมได้ โดยการแปลงเป็นคาร์บอนรูปแบบที่มีอันตรายน้อยกว่า

ในทางตรงกันข้าม วิธีการทางชีวภาพจะดักจับคาร์บอนในชีวมวลที่มีชีวิต เช่น พืชและสาหร่าย แต่จะปล่อยกลับออกมาเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อชีวมวลสลายตัว ซึ่งหมายความว่าผลกระทบต่อความเป็นกรดขึ้นอยู่กับว่าชีวมวลเจริญเติบโตที่ไหนและสลายตัวที่ไหนในภายหลัง

ข้อกังวลอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับวิธีการทางชีวภาพเกี่ยวข้องกับสารอาหาร พืชและสาหร่ายทั้งหมดต้องการสารอาหารในการเจริญเติบโต แต่มหาสมุทรมีความเชื่อมโยงกันอย่างมาก การใส่ปุ๋ยที่พื้นผิวในพื้นที่หนึ่งอาจเพิ่มผลผลิตของพืชและสาหร่าย แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้ผิวน้ำที่อยู่ข้างใต้ขาดออกซิเจน หรือรบกวนการประมงที่อยู่ห่างออกไปหลายพันไมล์ โดยการลดปริมาณสารอาหารที่กระแสน้ำในมหาสมุทรจะขนส่งไปยังพื้นที่ทำการประมงที่มีผลผลิต

การเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทร ไม่จำเป็นต้องเติมสารอาหาร แต่แร่ธาตุบางรูปแบบของความเป็นด่าง เช่น หินบะซอลต์ จะนำสารอาหาร เช่น เหล็กและซิลิเกต ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตได้

การปรับเปลี่ยนรังสีจากดวงอาทิตย์ไม่ได้เติมสารอาหาร แต่อาจเปลี่ยนรูปแบบการไหลเวียน ที่เคลื่อนย้ายสารอาหารไปมา

การเปลี่ยนแปลงความเป็นกรดและสารอาหารจะเป็นประโยชน์ต่อแพลงก์ตอนพืชบางชนิดและเป็นโทษต่อแพลงก์ตอนพืชชนิดอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในส่วนผสมของแพลงก์ตอนพืชมีความสำคัญ หากผู้ล่าที่แตกต่างกันชอบแพลงก์ตอนพืชที่แตกต่างกัน ผลกระทบที่ตามมาอาจส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อาหารทั้งหมด ในที่สุดก็ส่งผลกระทบต่อการประมงที่ผู้คนนับล้านต้องพึ่งพา

จากวิธีการทั้งหมดที่เราตรวจสอบ เราพบว่าการเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทรด้วยไฟฟ้าเคมี มีความเสี่ยงโดยตรงต่อมหาสมุทรต่ำที่สุด แต่มันก็ไม่ได้ปราศจากความเสี่ยง วิธีการทางไฟฟ้าเคมีใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำเกลือออกเป็นกระแสด่างและกระแสกรด สิ่งนี้สร้างความเป็นด่างในรูปแบบที่เรียบง่ายทางเคมีโดยมีผลกระทบต่อชีววิทยาน้อย แต่ก็ต้องการทำให้กรดเป็นกลางหรือกำจัดอย่างปลอดภัย

ตัวเลือกที่มีความเสี่ยงค่อนข้างต่ำอื่นๆ ได้แก่ การเติมแร่ธาตุคาร์บอเนต ลงในน้ำทะเล ซึ่งจะเพิ่มความเป็นด่างโดยมีสารปนเปื้อนค่อนข้างน้อย และการจมพืชบนบกลงในสภาพแวดล้อมลึกที่มีออกซิเจนต่ำ เพื่อการจัดเก็บคาร์บอนในระยะยาว

ถึงกระนั้น แนวทางเหล่านี้ก็มีความไม่แน่นอนและจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

นักวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ เพื่อสำรวจวิธีการต่างๆ เช่น วิธีเหล่านี้ ก่อนที่จะทดสอบในวงกว้างในมหาสมุทร แต่แบบจำลองจะมีความน่าเชื่อถือเท่ากับข้อมูลที่รองรับ และกระบวนการทางชีวภาพจำนวนมากยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างดีพอที่จะรวมไว้ในแบบจำลองได้

ตัวอย่างเช่น แบบจำลองไม่ได้บันทึกผลกระทบของสารปนเปื้อนโลหะจำพวก trace บางชนิดในวัสดุที่เป็นด่างบางชนิด หรือวิธีที่ระบบนิเวศอาจจัดระเบียบใหม่รอบๆ แหล่งที่อยู่อาศัยของฟาร์มสาหร่ายทะเลใหม่ เพื่อให้รวมผลกระทบเช่นนี้ในแบบจำลองได้อย่างแม่นยำ นักวิทยาศาสตร์ต้องศึกษาผลกระทบเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการ และบางครั้งก็ทำการทดลองภาคสนามขนาดเล็ก

นักวิทยาศาสตร์บางคนแย้งว่าความเสี่ยงของการแทรกแซงสภาพภูมิอากาศมากเกินกว่าที่จะพิจารณาด้วยซ้ำ และการวิจัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมดควรหยุดลง เพราะมันเป็นการเบี่ยงเบนความสนใจที่เป็นอันตรายจากความจำเป็นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

เราไม่เห็นด้วย

การค้ากำลังดำเนินไปแล้ว สตาร์ทอัพด้านการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในทะเลที่ได้รับการสนับสนุนจากนักลงทุนกำลังขายคาร์บอนเครดิตให้กับบริษัทต่างๆ เช่น Stripe และ British Airways ในขณะเดียวกัน การปล่อยก๊าซทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้น และหลายประเทศ รวมถึงสหรัฐฯ ก็ถอยห่างจากพันธสัญญาในการลดการปล่อยก๊าซ

เมื่ออันตรายที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแย่ลง แรงกดดันอาจเพิ่มขึ้นเพื่อให้รัฐบาลดำเนินการแทรกแซงสภาพภูมิอากาศอย่างรวดเร็วและโดยไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับความเสี่ยง นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสที่จะศึกษาแนวคิดเหล่านี้อย่างรอบคอบในตอนนี้ ก่อนที่โลกจะถึงความไม่เสถียรของสภาพภูมิอากาศ ที่อาจผลักดันให้สังคมยอมรับการแทรกแซงที่ยังไม่ได้ทดสอบ หน้าต่างนั้นจะไม่อยู่เปิดตลอดไป

เมื่อพิจารณาถึงเดิมพันแล้ว เราเชื่อว่าโลกต้องการการวิจัยที่โปร่งใสที่สามารถตัดตัวเลือกที่เป็นอันตรายออกไป ตรวจสอบตัวเลือกที่มีแนวโน้มดี และหยุดหากผลกระทบพิสูจน์ได้ว่ายอมรับไม่ได้ เป็นไปได้ว่าไม่มีการแทรกแซงสภาพภูมิอากาศใดที่จะปลอดภัยเพียงพอที่จะนำไปใช้ในวงกว้างได้ แต่เราเชื่อว่าการตัดสินใจดังกล่าวควรได้รับการชี้นำจากหลักฐาน ไม่ใช่แรงกดดันทางการตลาด ความกลัว หรืออุดมการณ์

การปรับสภาพภูมิอากาศ: ความเสี่ยงที่ต้องพิจารณา

การพูดถึง การปรับสภาพภูมิอากาศ อาจดูเหมือนเป็นทางออกที่น่าสนใจสำหรับวิกฤตการณ์ด้านสภาพภูมิอากาศ แต่จำเป็นอย่างยิ่งที่เราจะต้องพิจารณาถึงความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบต่อมหาสมุทร

ทำความเข้าใจ การปรับสภาพภูมิอากาศ และผลกระทบ

การปรับสภาพภูมิอากาศ คือแนวทางปฏิบัติที่มุ่งเปลี่ยนแปลงระบบภูมิอากาศของโลกอย่างตั้งใจเพื่อลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางทะเลอย่างคาดไม่ถึง

หนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดคือการคาดการณ์ผลกระทบระยะยาวของวิธีการเหล่านี้ การแทรกแซงบางอย่าง เช่น การเพิ่มความเป็นด่างของมหาสมุทร อาจดูเหมือนเป็นประโยชน์ในระยะสั้น แต่ผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพและระบบนิเวศในระยะยาวนั้นยังไม่ชัดเจน

ดังนั้น ในขณะที่เราสำรวจความเป็นไปได้ของ การปรับสภาพภูมิอากาศ เราต้องดำเนินการด้วยความระมัดระวังและความเข้าใจอย่างละเอียดเกี่ยวกับความเสี่ยงที่เกี่ยวข้อง การวิจัยและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความพยายามของเราในการแก้ไขการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ได้สร้างปัญหาใหม่ในกระบวนการ

ที่มา – Climate Hacking Could Cool the Planet, but Our Oceans Might Pay the Price