قام فريق من الباحثين، بقيادة عالم المناخ ساندرو فاتيوني من جامعة ETH زيورخ في سويسرا، بإجراء دراسة لتحديد المواد المناسبة لحقن طبقة الستراتوسفير في الغلاف الجوي بهدف خفض حرارة الأرض، وذلك في إطار خطة للحد من آثار تغير المناخ.
ووجد العلماء أن الجسيمات النانوية الماسية قد تكون قادرة على أداء المهمة، وفقًا لما نشره موقع “سينس أليرت”.
ويعتقد الباحثون أن حقن الغلاف الجوي بالجسيمات العاكسة يمكن أن يوفر ما يكفي من الظل على الأرض لمواجهة التأثيرات الحرارية الناجمة عن الغازات الدفيئة.
ثاني أوكسيد الكبريت خيار سيئ
ومن بين الخيارات المتاحة، حظي غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO2) بنصيب كبير من الاهتمام، حيث زود وجوده في الانبعاثات البركانية الباحثين بالكثير من التجارب الطبيعية.
ورغم أن حقن عشرات الملايين من الأطنان من هذا الغاز في الغلاف الجوي قد يخفض متوسط درجات الحرارة العالمية بمقدار درجتين، إلا أن ذلك يحمل آثارًا جانبية، منها استنفاد طبقة الأوزون، وارتفاع درجة حرارة طبقة الستراتوسفير، وعودة الأمطار الحمضية.
وفي الدراسة التي نُشرت في مجلة “رسائل البحوث الجيوفيزيائية”، يجادل فاتيوني وفريقه بأن الصفات الفيزيائية لجزيئات الكبريت قد تجعلها اختيارًا سيئًا لاستخدامها كمواد عاكسة في المقام الأول.
ومن خلال دمج الحركات والديناميكا الحرارية وكيمياء سبعة أنواع من الهباء الجوي الافتراضي في النماذج المناخية، صنف الباحثون مدى ملاءمة المواد المرشحة من حيث امتصاص الحرارة، والتفاعلية، والانعكاسية.
تأثير غبار الماس
وبحسب الباحثين، فإن ميل الجسيمات إلى التكتل أو الاستقرار في الغلاف الجوي هو أحد العوامل الرئيسية التي غالبًا ما لا تُؤخذ في الاعتبار.
فالجسيمات التي تستقر بسرعة كبيرة قد تكون غير فعالة في تشتيت ما يكفي من ضوء الشمس لتبريد الكوكب بشكل كافٍ. أما تلك التي تتكتل بسهولة شديدة، فيمكن أن تحبس الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الستراتوسفير بطرق تغير تيارات الهواء أو القدرة على الاحتفاظ بالرطوبة.
ودرس العلماء تأثير حقن 5 ملايين طن من مواد، منها ثاني أكسيد التيتانيوم والألومينا والكالسيت والماس وكربيد السيليكون، وثاني أكسيد الكبريت، في تحقيق التبريد الكافي.
ووجدوا أن غبار الماس هو الخيار الأفضل، إذ يبقى الماس في الغلاف الجوي لفترة كافية لتحقيق التبريد المطلوب. كما أن جسيمات الماس لن تتجمع ولن تتفاعل لتكوين مواد سامة قد تؤدي إلى هطول أمطار حمضية.
أما بالنسبة لجزيئات الكبريت، فقد وجد العلماء أن مادة الروتيل هي الأسوأ، حيث لم توفر أي تبريد على الإطلاق. لكن الروتيل يُعتبر الأقل تكلفة، إذ يبلغ سعر الميغاطن منه نحو 250 دولارًا، بينما تبلغ تكلفة غبار الماس 600 ألف دولار لكل ميغاطن.
ونظرًا للتحديات التي تواجه تطبيق القياسات المعملية والنماذج الحاسوبية على ظروف العالم الحقيقي، فإن توقعات الدراسة تبقى غير مضمونة، بحسب “سينس أليرت”.