إنه العاشر من أبريل 1815، وفي غضون لحظات قليلة، ستختفي الشمس. على جزيرة في إندونيسيا الحالية، ينفجر جبل تامبورا مع دوي يمكن سماعه على بعد أكثر من 2000 كيلومتر. تتدفق أعمدة البخار والرماد الكبريتية على ارتفاع آلاف الأمتار في السماء، مكونة سحب عاصفة داكنة من السخام والبرق. سيصبح هذا الانفجار الأكبر في التاريخ المسجل، ولكن في هذه المرحلة، بدأ تأثيره للتو. صعودًا إلى الغلاف الجوي، انتشرت انبعاثات تامبورا في جميع أنحاء العالم، وحجبت الشمس لمدة عام كامل تقريبًا. تسببت السماء الضبابية والطقس البارد في عام 1816 في دمار الزراعة، مما أدى إلى المجاعات في جميع أنحاء نصف الكرة الشمالي. تكافح الأمم مع الأوبئة، ويصنع الفنانون تعازي قاتمة لهذه الأوقات التي تبدو كئيبة. كان هذا العام بدون صيف - حرفياً واحدة من أحلك الفترات في تاريخ البشرية. فلماذا يبحث بعض الباحثين المعاصرين عن طرق لتكرار ذلك؟
It’s April 10th, 1815, and in just a few moments, the sun is going to disappear. On an island in present-day Indonesia, Mount Tambora erupts with a boom that can be heard over 2,000 kilometers away. Sulfurous plumes of steam and ash billow thousands of meters into the sky, forming dark storm clouds of soot and lightning. This eruption will go down as the largest in recorded history, but, at this point, its impact is only just beginning. Ascending high into the atmosphere, Tambora’s emissions spread across the globe, blotting out the sun for almost an entire year. The hazy skies and cold weather of 1816 wreak havoc on agriculture, leading to famines all across the Northern Hemisphere. Nations struggle with epidemics, and artists craft bleak tributes to these seemingly apocalyptic times. This was the year without summer— literally one of the darkest periods in human history. So why are some modern researchers looking for ways to repeat it?
من الواضح أنه لا أحد يريد تكرار المجاعة واليأس في هذه الفترة. لكن بعض العلماء مهتمون باستخدام الضباب الكبريتي لحجب الشمس، آملين الإبطاء من آثار الاحتباس الحراري. هذا واحد من العديد من المقترحات في مجال الهندسة الجيولوجية - فئة من التدخلات المتعمدة والواسعة النطاق في النظم الطبيعية للأرض تهدف إلى المساعدة في كبح تغير المناخ. تتدخل مخططات الهندسة الجيولوجية المختلفة في أنظمة مختلفة. أي خطط لتبريد الكوكب عن طريق منع كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الأرض ستندرج ضمن فئة إدارة الإشعاع الشمسي. بعض هذه المقترحات ضخمة في الحجم، مثل اقتراحات لإنشاء نسخة مفيدة من أعمدة بركانية أو بناء مظلة عملاقة للشمس في مدار الأرض. البعض الآخر أكثر محدودية، مع التركيز على تحسين أنظمة التبريد الطبيعية. على سبيل المثال، قد يقوم الباحثون بتوسيع السحب البحرية أو جعل الأرض تعكس المزيد من ضوء الشمس عن طريق بناء مساحات ضخمة من الأسطح البيضاء.
Obviously, no one wants to replicate this period’s famine and despair. But some scientists are interested in using sulfurous haze to block out the sun, and hopefully, slow the effects of global warming. This is one of many proposals in the realm of geoengineering— a class of deliberate, large-scale interventions in Earth’s natural systems intended to help restrain climate change. Different geoengineering schemes intervene in different systems. Any plans to cool the planet by blocking the amount of sunlight reaching the earth would fall in the category of solar radiation management. Some of these proposals are massive in scale, such as suggestions to create a helpful version of volcanic plumes or build a giant sunshade in Earth’s orbit. Others are more limited, focusing on enhancing natural cooling systems. For example, researchers might enlarge marine clouds or make Earth reflect more sunlight by building huge swaths of white surfaces.
تبدو العديد من هذه الخطط غريبة بعض الشيء. ولكن هناك سبب للاعتقاد بأنها قد تنجح، لأسباب ليس أقلها الأحداث الطبيعية مثل ثوران بركان تامبورا. يعرف العلماء أن الانفجارات البركانية قد أدت بشكل دوري إلى تبريد المناخ. أدى ثوران بركان بيناتوبو في عام 1991 وانفجار كراكاتوا في عام 1883 إلى خفض متوسط درجات الحرارة العالمية بمقدار نصف درجة مئوية على الأقل لمدة تصل إلى عام. تأثيرات التبريد هذه عالمية وسريعة المفعول ولكنها أيضًا محفوفة بالمخاطر بشكل لا يصدق. الأرض عبارة عن نظام فوضوي حيث حتى أصغر التغييرات يمكن أن تخلق تأثيرات متتالية لا حصر لها لا يمكن التنبؤ بها. نحن نعلم أن درجات حرارة التبريد تؤثر على هطول الأمطار والطقس الشديد والظواهر المناخية الأخرى، ولكن يصعب حتى على نماذج الكمبيوتر الأكثر تقدمًا التنبؤ بكيفية أو مكان حدوث هذه العواقب. قد تكون إدارة الإشعاع الشمسي في بلد ما بمثابة كارثة غير طبيعية لدولة أخرى، مما يتسبب في طقس شديد أو دمار المحاصيل مثل تلك التي أعقبت ثوران بركان تامبورا. وحتى إذا نجحت هذه المخططات في تبريد الكوكب بأمان، فإن إدارة الإشعاع الشمسي لا تعالج الغازات الدفيئة التي تسبب الاحتباس الحراري. هذه الحلول هي مجرد أدوات مساعدة تجريبية للغاية والتي سيتعين على العالم تحملها لعقود قليلة على الأقل أثناء عملنا على إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء. وإذا سحبنا هذه الضمادة قبل الأوان، يمكن أن تنتعش درجات الحرارة العالمية بسرعة، مما يتسبب في فترة من الاحترار الشديد للغاية.
Many of these plans sound more than a little strange. But there’s reason to believe they might work, not least because of natural events like the eruption of Tambora. Scientists know that volcanic eruptions have periodically cooled the climate. Both the Pinatubo eruption in 1991 and 1883′s blast of Krakatoa reduced global average temperatures by at least half-a-degree Celsius for up to a year. These cooling effects are global and fast acting— but they're also incredibly risky. The Earth is a chaotic system where even the smallest changes can create countless unpredictable ripple effects. We know that cooling temperatures impacts precipitation, extreme weather, and other climate phenomena, but it’s difficult for even the most advanced computer models to predict how or where these consequences will occur. One country’s solar radiation management might be another country’s unnatural disaster, causing extreme weather or crop failures like those following Tambora’s eruption. And even if these schemes did safely cool the planet, solar radiation management doesn’t address the greenhouse gases that are causing global warming. These solutions are just highly experimental band-aids that the world would have to endure for at least a few decades while we work on actually removing CO2 from the air. And if we pulled that band-aid off prematurely, global temperatures could rapidly rebound, causing a period of intense super warming.
لهذه الأسباب إدارة الإشعاع الشمسي أمر محفوف بالمخاطر. اليوم، يقوم الباحثون بإجراء تجارب على نطاق صغير، مثل تعزيز السحب البحرية لحماية الحاجز المرجاني العظيم من المزيد من التسخين. ويتفق معظم العلماء على أنه يجب علينا اتباع طرق لخفض الانبعاثات وإزالة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أولاً وقبل كل شيء. ومع ذلك، هناك أسباب لمواصلة دراسة هذه الأساليب الأكثر جرأة. تتطلب الأوقات العصيبة اتخاذ تدابير يائسة، وفي المستقبل، قد تكون الهندسة الجيولوجية الملاذ الأخير للحضارة. علاوة على ذلك، سيكون من السهل على نحو صادم تنفيذ بعض هذه الخطط من قبل بعض الممثلين المارقين بأموال كافية. لذلك نريد أن نكون مستعدين إذا بدأ شخص ما الهندسة الجيولوجية بدون موافقة حكومية. ولكن ربما يكون السبب الأكثر أهمية للتحقيق في تأثيرات الهندسة الجيولوجية هو أن الناس يقومون بالفعل بتدخلات واسعة النطاق في الغلاف الجوي. من نواح كثيرة، يعد تغير المناخ مشروعًا غير مقصود للهندسة الجيولوجية يغذيها الانبعاثات الناتجة عن قرون من حرق الوقود الأحفوري. وما لم نتخذ إجراءات للحد من الانبعاثات واستخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي قريبًا، فقد لا يعود الصيف كما كان مرة أخرى.
For these reasons and more solar radiation management is risky. Today, researchers are running small-scale experiments, such as enhancing marine clouds to protect the Great Barrier Reef from further heating and bleaching. And most scientists agree that we should pursue ways to cut emissions and remove atmospheric CO2 first and foremost. However, there are reasons to keep studying these more aggressive approaches. Desperate times call for desperate measures, and in the future, geoengineering might be civilization’s last resort. Furthermore, some of these plans would be shockingly easy to execute by some rogue actor with enough cash. So we’ll want to be prepared if someone starts geoengineering without governmental approval. But perhaps the most important reason to investigate the impacts of geoengineering is that people are already making large scale interventions in the atmosphere. In many ways, climate change is an unintended geoengineering project fueled by the emissions generated from centuries of burning fossil fuels. And unless we take action to curb emissions and draw CO2 out of the atmosphere soon, summer may never be the same again.