الهندسة الجيولوجية

إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) هي عملية يتم فيها إزالة ثاني أكسيد الكربون (CO2 _{) من} الغلاف الجوي للأرض عن طريق أنشطة بشرية متعمدة وتخزينه بشكل دائم في خزانات جيولوجية أو أرضية أو بحرية، أو في منتجات. ^{[ 11 ] : 2221} تُعرف هذه العملية أيضًا باسم إزالة الكربون، أو إزالة غازات الاحتباس الحراري، أو الانبعاثات السلبية. تُدمج عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل متزايد في سياسات المناخ ، كعنصر من عناصر استراتيجيات التخفيف من آثار تغير المناخ . ^{[ 12 ] [ 13 ]} يتطلب تحقيق صافي انبعاثات صفري، أولًا وقبل كل شيء، خفضًا كبيرًا ومستدامًا في الانبعاثات، ثم -بالإضافة إلى ذلك- استخدام عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون ("إزالة ثاني أكسيد الكربون هي ما يُحقق صافي الانبعاثات الصفرية" ^{[ 14 ]} ). في المستقبل، قد تتمكن عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون من موازنة الانبعاثات التي يصعب التخلص منها تقنيًا، مثل بعض الانبعاثات الزراعية والصناعية. ^{[ 15 ] : 114}

تشمل تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) أساليب تُطبّق على اليابسة أو في الأنظمة المائية. ومن الأساليب البرية: التشجير ، وإعادة التشجير ، والممارسات الزراعية التي تعزل الكربون في التربة ( الزراعة الكربونية )، والطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS)، واحتجاز الكربون من الهواء مباشرةً مع تخزينه. ^{[ 15 ] [ 16 ]} وهناك أيضًا أساليب لإزالة ثاني أكسيد الكربون تستخدم المحيطات والمسطحات المائية الأخرى، مثل: تخصيب المحيطات ، وزيادة قلوية المحيطات ، ^{[ 17 ]} واستعادة الأراضي الرطبة ، ونهج الكربون الأزرق . ^{[ 15 ]} يتطلب تقييم مدى انخفاض الانبعاثات الذي تحققه أي عملية إجراء تحليلًا مفصلًا. يشمل هذا التحليل تحليل دورة الحياة ، و"الرصد والإبلاغ والتحقق" ( MRV ) للعملية بأكملها. ^{[ 18 ]} لا يُعتبر احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) من تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون، لأنه لا يُقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة أصلًا في الغلاف الجوي .

تعديل الإشعاع الشمسي (SRM)، أو ما يُعرف أيضًا بالهندسة الجيولوجية الشمسية، هو مجموعة من الأساليب واسعة النطاق للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق زيادة كمية ضوء الشمس المنعكس من الأرض إلى الفضاء الخارجي . ولا يهدف هذا الأسلوب إلى استبدال الجهود المبذولة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، ^{[ 19 ]} بل إلى استكمالها كطريقة محتملة للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. ^{[ 20 ] : 1489} يُعد تعديل الإشعاع الشمسي أحد أشكال الهندسة الجيولوجية.

تُعدّ طريقة حقن الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير (SAI) أكثر طرق إدارة الإشعاع الشمسي (SRM) بحثًا ، حيث يتم فيها إدخال جزيئات عاكسة صغيرة إلى طبقات الجو العليا لعكس ضوء الشمس. ^{[ 21 ] : 350} وتشمل الطرق الأخرى تفتيح السحب البحرية (MCB)، الذي يزيد من انعكاسية السحب فوق المحيطات، أو بناء مظلة شمسية فضائية أو مرآة فضائية ، لتقليل كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الأرض. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

الهندسة الجيولوجية الجليدية هي مجموعة من المناهج المقترحة في مجال الهندسة الجيولوجية، والتي تركز على إبطاء ذوبان الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية والجليد البحري في المناطق القطبية ، وفي بعض الحالات، في المناطق الجبلية. وتستند هذه المقترحات إلى مخاوف من أن حلقات التغذية الراجعة - مثل فقدان بياض الجليد، وتسارع تدفق الأنهار الجليدية، وانبعاث غاز الميثان من التربة الصقيعية - قد تُفاقم تغير المناخ وتُؤدي إلى بلوغ نقاط تحول مناخية حاسمة . ^{[ 24 ] [ 25 ]}

تشمل أساليب الهندسة الجيولوجية الجليدية المقترحة إدارة الإشعاع الشمسي على المستويين الإقليمي والمحلي ، وتخفيف كثافة السحب الرقيقة للسماح بتسرب المزيد من الحرارة، ونشر هياكل ميكانيكية أو هندسية لتثبيت الجليد. ومن الاستراتيجيات المحددة قيد الدراسة: حقن الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير مع التركيز على المناطق القطبية، ^{[ 24 ]} وتفتيح السحب البحرية ، ^{[ 26 ]} وتعديل بياض السطح باستخدام مواد عاكسة، ^{[ 27 ]} والتدخلات القاعدية مثل تصريف المياه تحت الجليدية أو تعزيز التجميد القاعدي، ^{[ 25 ]} وتدابير حماية الرفوف الجليدية بما في ذلك ستائر قاع البحر. ^{[ 28 ]}

لا تزال الهندسة الجيولوجية الجليدية في مراحلها البحثية المبكرة، وتواجه العديد من المقترحات تحديات تقنية وبيئية وحوكمية كبيرة. ^{[ 26 ]} يرى المؤيدون أن التدخلات الموجهة قد تساعد في تثبيت الصفائح الجليدية، وإبطاء ارتفاع مستوى سطح البحر، والحد من خطر تجاوز عتبات لا رجعة فيها في النظام المناخي . في الوقت نفسه، يحذر الخبراء من أن فعالية هذه الأساليب لا تزال غير مؤكدة إلى حد كبير، وأن التدخلات قد تُنتج آثارًا جانبية غير مقصودة. ^{[ 25 ]} تُعتبر الهندسة الجيولوجية الجليدية عمومًا مكملاً محتملاً، وليست بديلاً عن، الجهود المبذولة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. ^{[ 24 ] [ 26 ]}