9 دقیقه
ایده‌ای رادیکال در مهندسی ژئواقیانوسی
در تنگه برینگ که عرض آن حدود ۸۰ کیلومتر و بین روسیه و آلاسکا قرار دارد، برخی محققان پیشنهاد یک راهبرد مهندسی ژئواقیانوسی غیرمتعارف را مطرح کرده‌اند: ساختن یک سد بزرگ روی کانال برای تغییر جریان‌های اقیانوسی و محافظت از گردش همرفتی اقیانوسی آتلانتیک (AMOC). AMOC سیستمی از جریان‌های سطحی و عمقی است که آب گرم و شور را در اقیانوس اطلس به سمت شمال منتقل میکند و آب سرد را در اعماق به سمت جنوب بازمی‌گرداند. این گردش به تعدیل اقلیم غرب اروپا کمک میکند و در انتقال گرما و کربن در سطح جهان نقش محوری دارد.
طرفداران این طرح استدلال می‌کنند که در برخی سناریوهای گرمایش جهانی، ورود حجم‌های بزرگ آب شیرین و گرم شدن سریع اقیانوس میتواند AMOC را تضعیف یا حتی موجب فروپاشی آن شود. در یک آزمایش مدلسازی ساده که به‌صورت پیش‌چاپ در arXiv منتشر شده، جله سونز (دانشجوی دکتری دانشگاه اوترخت) و هِنک دیکسترا نشان میدهند که مسدود کردن جریان ورودی اقیانوس آرام از طریق تنگه برینگ میتواند فشار آب شیرین واردشونده بر اقیانوس اطلس شمالی را کاهش دهد و بدین‌گونه AMOC را تقویت یا تثبیت کند. به‌گفته سونز: «خطر فروپاشی قطعاً ناچیز نیست.»
در مقابل، منتقدان هشدار میدهند که بستن تنگه میتواند بازخوردها و آسیب‌های جدید و کم‌شناخته‌ای ایجاد کند. سوزان لوزیر، اقیانوس‌شناس در مؤسسه فناوری جورجیا، می‌گوید: «بازخوردها و پیامدهای این اقدام عظیم‌اند و تا حد زیادی نامعلوم.» شبیهسازیهای دقیق‌تر و پیشین گروه‌های دیگر به نتیجهای متضاد رسیده‌اند: اینکه مسدود کردن تنگه ممکن است در واقع همان فروپاشی‌ای را موجب شود که سد قصد جلوگیری از آن را دارد.
پیش‌زمینه علمی: چرا AMOC اهمیت دارد
گردش همرفتی اقیانوسی آتلانتیک (AMOC) اغلب بهعنوان یک نوار نقاله جهانی توصیف می‌شود. آبهای سطحی گرم و شور از مناطق گرمسیری به سوی شمال اقیانوس اطلس جریان می‌یابند؛ آنجا خنک می‌شوند، چگالی‌شان افزایش می‌یابد و در اعماق فرو می‌روند و در نهایت به سمت خط استوا بازمی‌گردند. این گردش انتقال گرما و کربن را انجام میدهد و به حفظ الگوهای اقلیمی منطقهای کمک میکند.
دانشمندان اقلیم دو مسیر را شناسایی کرده‌اند که گرمایش ناشی از فعالیت‌های انسانی میتواند از طریق آن‌ها AMOC را ضعیف یا متوقف کند. اول، گرم‌شدن مستقیم سطحی در شمال اطلس میتواند توانایی آب سطحی برای خنک‌شدن و فرو رفتن را کاهش دهد. دوم، ورود آب شیرین ناشی از ذوب صفحه‌های یخی و افزایش بارش، شوری سطحی و شناوری را کاهش میدهد و مانع فرو رفتن آب می‌شود. هر دو مکانیسم تشکیل آبهای عمقی را کاهش داده و می‌توانند گردش همرفتی را کند کنند.
سابقه‌های پالئوکلیم نشان میدهد که در دوره‌های یخبندان گذشته—زمانی که سطح دریا پایین‌تر بود و پل زمینی برینگ اتصال میان آرکتیک و آرام را بست—AMOC متفاوت و شاید قوی‌تر بوده است. آن سابقه زمین‌شناسی انگیزه‌ای برای بازسازی مصنوعی مانع برینگ امروز بهعنوان یک مداخله عمدی در جریان‌های اقیانوسی فراهم میکند.
مدل‌ها اختلاف‌نظر دارند: تثبیت‌کننده یا محرک؟
مدل ساده‌شده سونز و دیکسترا گرم‌شدن سریع و نقش آب شیرین منشاء اقیانوس آرام را که وارد قطب شمال و سپس از طریق تنگه به اطلس شمالی می‌ریزد، برجسته میکند. در شبیهسازیهای آن‌ها، آن آب نسبتاً شیرین که از اقیانوس آرام می‌آید از طریق منطقه آرکتیک عبور کرده و سپس به اطلس شمالی وارد می‌شود و در آنجا به شوری‌زدایی و فروپاشی کمک میکند. بستهشدن تنگه این مسیر را کاهش میدهد و در اجراهایشان به حفظ گردش کمک کرده است.
با این حال، کارهای پیشین و پیچیدهتر—از جمله مطالعات اکسوِ هیو در مرکز ملی تحقیقات جوی (NCAR) و گروه‌های دیگر—نتایجی متناقض ارائه دادهاند. مدلهای هیو بر ورودی‌های آب شیرین مستقیماً به اطلس شمالی تمرکز کردند و نشان دادند که بخشی از آن آب شیرین وارد آرکتیک شده و سپس از طریق تنگه برینگ به اقیانوس آرام می‌گریزد. در این نگاه، تنگه به‌مثابه دریچه‌ای ایمنی عمل میکند: رهاسازی آب شیرین از سیستم اطلس میتواند به حفظ شوری و AMOC کمک کند. اگر تنگه بسته شود، هیو دریافت که آب شیرین در آرکتیک جمع می‌شود تا اینکه نهایتاً به اطلس بازگردد و یک خاموشی ناگهانی در گردش را تحریک کند.
هیو این تضاد را مختصر بیان کرده است: «ایده جالبی است. اما در واقعیت ممکن است همان مشکلی را ایجاد کند که آن‌ها می‌خواهند از آن جلوگیری کنند.» دیگر مدل‌سازان اقیانوسی نیز پویایی‌های دریچه‌ای-ایمنی مشابهی را در شبیهسازیهای خود گزارش کرده‌اند. همان‌طور که سوزان لوزیر تأکید میکند: «مدلهای اقلیمی که نقاط تغییر ناگهانی را پیش‌بینی می‌کنند فاقد اعتبارسنجی‌اند.» آن عدم قطعیت—مدلهای مختلف، پارامتری‌سازی‌های متفاوت اختلاط، یخ دریا و مسیرهای آب شیرین—به این معنی است که این ایده مهندسی نیازمند ارزیابی دقیق‌تر و چندمدلی است پیش از آنکه به طور جدی برای اجرایی‌شدن مطرح شود.
نمایی ساده‌شده از گردش همرفتی اقیانوسی آتلانتیک که آب گرم را به غرب اروپا می‌برد قبل از اینکه خنک شود و به کف اقیانوس فرو رود — MIKKEL JUUL JENSEN/SCIENCE PHOTO LIBRARY
قابلیت اجرا از منظر مهندسی، پیامدهای بوم‌شناختی و ژئوپولیتیک
از دید مهندسی، تنگه برینگ از نظر اندازه غیرقابل‌غلبه نیست. در باریک‌ترین نقطه روسیه و آلاسکا از برخی جفت‌شهرهای بزرگ به هم نزدیک‌ترند؛ بیشینه عمق حدود ۵۹ متر است و دو جزیره کوچک در میانه کانال قرار دارند. دیواره دریایی Saemangeum در کره جنوبی که ۳۳ کیلومتر طول و تا ۵۴ متر عمق دارد نشان میدهد که موانع ساحلی بزرگ می‌توانند با هزینه‌های چند میلیارد دلاری ساخته شوند. آن دیواره دریایی نزدیک به ۳ میلیارد دلار هزینه داشت و در آبهای ساحلی نسبتاً آرام و در دسترس ساخته شد—نه در یک تنگه دورافتاده آرکتیکی که تحت تأثیر یخ دریا، طوفان‌های شدید و سیاست بین‌المللی پیچیده است.
پیامدهای زیستمحیطی و اجتماعی می‌توانند چشمگیر باشند. تنگه مسیری فصلی برای مهاجرت پستانداران دریایی و بسیاری از گونه‌های ماهی است؛ همچنین زیستگاه گونه‌های نیمه‌آرکتیکی است که با گرم‌شدن آرکتیک به سمت شمال گسترش می‌یابند. اخلال در این مسیرها بر جوامع بومی ساحلی که برای امنیت غذایی، آداب‌و‌رسوم فرهنگی و اقتصاد محلی به منابع دریایی اتکا دارند، تأثیر خواهد گذاشت. این سد میتواند حجم رو به افزایش حمل‌ونقل تجاری را نیز مختل کند و خطرات ناوبری و لجستیکی جدیدی ایجاد کند.
فراتر از تأثیرات محلی، سد میتواند جریان‌های اقیانوسی منطقهای، الگوهای یخ دریا و توزیع مواد مغذی در سراسر آرکتیک و شمال اقیانوس آرام را بازپیکربندی کند و اثرات آبشاری بر اکوسیستم‌ها و ماهیگیری‌ها داشته باشد. با توجه به زمان‌های پاسخ چندده‌ساله اقیانوس، پیامدهای ناخواسته ممکن است به‌تدریج آشکار شوند و بازگرداندن آن‌ها دشوار باشد.
سونز در حال حاضر سناریوهای سد برینگ را در مدلهای اقلیمی پیشرفته‌تر آزمون میکند تا از پایداری یافته‌های اولیه خود اطمینان حاصل کند. فعلاً منتقدان می‌گویند که این نتایج مقدماتی برای توجیه هر اقدام مهندسی کافی نیست. همان‌طور که اکسوِ هیو صریح می‌گوید: «این کار به‌تنهایی ما را متقاعد نمی‌کند که چنین اقدامی انجام دهیم.»
راهکارهای جایگزین و تکمیلی
برخی دانشمندان پیشنهادهای کمتر تهاجمی را مطرح کرده‌اند اگر هدف حفظ چگالی و گردش دریایی باشد—برای مثال «نمکدهی» موضعی اقیانوس اطلس شمالی برای افزایش شوری و چگالی سطحی، هرچند چنین پیشنهادهایی نیز پرسش‌های اخلاقی، لجستیکی و بوم‌شناختی جدی به‌دنبال دارد. بیشتر دانشمندان اقلیم تأکید دارند که راهبرد اصلی و مؤثر، کاهش عمیق انتشار گازهای گلخانهای است: کندکردن گرمایش جهانی از طریق کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی ریسک تغییرات گسترده در گردش اقیانوسی را از ابتدا کاهش میدهد.
دیدگاه کارشناسی
دکتر النا کورتس، اقیانوس‌شناس فیزیکی ارشد در مؤسسه اقلیم آرکتیک، دیدگاهی عملی ارائه میدهد: «ایده سد برینگ جسورانه و از نظر فکری جالب است زیرا شواهد پالئوکلیم را با مداخله‌های احتمالی آینده مرتبط میکند. اما اقیانوس‌ها به شدت به هم پیوسته‌اند. اختلاف بین مدل‌ها دلایل خود را دارد: نمایش‌های متفاوت از یخ دریا، اختلاط و مسیرهای آب شیرین به نتایج متنوعی منجر می‌شوند. پیش از حتی اندیشیدن به ساخت، ما به مقایسه‌های چندمدلی هماهنگ، شبیهسازیهای منطقهای با وضوح بالا، ارزیابی‌های اثرات بوم‌شناختی و درگیرسازی معنادار جوامع بومی و ساحلی نیاز داریم. راه‌حل‌های مهندسی برای ریسک‌های اقلیمی نمی‌توانند از واقعیت‌های اجتماعی، زیستمحیطی و ژئوپلیتیک جدا شوند.»
نتیجه‌گیری
مسدودکردن تنگه برینگ با سد پیشنهادی، یک پیشنهاد تحریک‌آمیز در حوزه مهندسی ژئواقیانوسی است که هم شکنندگی و هم پیچیدگی سامانه‌های اقیانوسی زمین را برجسته میکند. مدلهای ساده نشان میدهند که در برخی سناریوها ممکن است به تثبیت گردش همرفتی اقیانوسی آتلانتیک کمک کند، در حالی که شبیهسازیهای دقیق‌تر هشدار میدهند که ممکن است همان فروپاشی موردنظر را تحریک کند. قابلیت فنی تا حدی محتمل به‌نظر می‌رسد، اما هزینه‌ها و پیامدهای زیستمحیطی، اجتماعی و ژئوپلیتیکی بسیار بزرگ و تا حد زیادی نامعلوم‌اند. اکثریت کارشناسان بر این نظرند که پیش از هر اقدام میدانی واقعی به مدل‌سازی‌های بیشتر، مطالعات بوم‌شناختی و مشورت با ذینفعان نیاز است—و اینکه قابل‌اطمینان‌ترین مسیر برای حفاظت از گردشهای اقیانوسی، کاهش سریع و پایدار انتشار گازهای گلخانهای است.
منبع: science
.avif)
نظرات