Para ilmuwan menambal awan untuk menyelamatkan Great Barrier Reef

Musim panas yang terik di Australia dan karang di Great Barrier Reef menunjukkan tanda-tanda awal stres. Pihak berwenang yang mengelola sistem terumbu karang terbesar di dunia mengharapkan peristiwa pemutihan lainnya dalam beberapa minggu mendatang — jika itu terjadi, ini akan menjadi yang keenam kalinya sejak itu. 1998 bahwa lonjakan suhu air telah memusnahkan sebagian besar karang yang menghuni makhluk laut yang tak terhitung jumlahnya. hewan. Tiga dari peristiwa pemutihan ini yang membuat karang lebih rentan terhadap penyakit dan kematian telah terjadi dalam enam tahun terakhir saja. Ketika karang mengalami dan tekanan panas yang berkepanjangan, mereka mengusir ganggang yang hidup di jaringan mereka dan berubah menjadi putih sepenuhnya. Hal ini dapat berdampak buruk pada ribuan spesies ikan, kepiting, dan spesies laut lainnya yang bergantung pada terumbu karang untuk tempat berlindung dan makanan. Untuk memperlambat laju karang pemutihan yang disebabkan oleh pemanasan laut, beberapa ilmuwan melihat ke langit untuk mencari solusi. Secara khusus, mereka melihat ke awan.
Awan membawa lebih dari sekadar hujan atau salju. Pada siang hari, awan bertindak seperti payung raksasa, memantulkan sebagian sinar matahari dari Bumi kembali ke angkasa. Awan stratocumulus laut sangat penting: terletak di ketinggian rendah, tebal, dan menutupi sekitar 20 persen dari lautan tropis, mendinginkan air di bawahnya. Itulah sebabnya para ilmuwan sedang mengeksplorasi apakah sifat fisik mereka dapat diubah untuk menghalangi lebih banyak sinar matahari. Di Great Barrier Reef, diharapkan bantuan yang sangat dibutuhkan akan diberikan kepada koloni karang di tengah gelombang panas semakin sering terjadi. Namun ada juga proyek yang ditujukan untuk pendinginan global yang lebih kontroversial.
Gagasan di balik konsep ini sederhana: menembakkan aerosol dalam jumlah besar ke awan di atas lautan untuk meningkatkan daya pantulnya. Para ilmuwan telah mengetahui selama beberapa dekade bahwa partikel dalam jejak polusi yang ditinggalkan oleh kapal, yang sangat mirip dengan jejak di belakang pesawat, dapat menerangi yang ada. awan. Itu karena partikel-partikel ini menciptakan benih untuk tetesan awan;semakin kecil tetesan awan, semakin putih dan semakin baik kemampuan awan untuk memantulkan sinar matahari sebelum mengenai dan memanaskan Bumi.
Tentu saja, menembakkan aerosol polutan ke dalam awan bukanlah teknologi yang tepat untuk mengatasi masalah pemanasan global. Almarhum fisikawan Inggris John Latham telah mengusulkan pada tahun 1990 untuk menggunakan kristal garam dari air laut yang menguap. Lautnya berlimpah, sejuk, dan terutama gratis. Rekannya Stephen Salter, profesor emeritus teknik dan desain di University of Edinburgh, kemudian menyarankan untuk mengerahkan sekitar 1.500 armada kapal yang dikendalikan dari jarak jauh yang akan mengarungi lautan, menyedot air dan menyemprotkan kabut halus ke awan untuk membuat awan lebih cerah. Karena emisi gas rumah kaca terus meningkat, minat terhadap proposal Latham dan Salter yang tidak biasa juga meningkat. Sejak 2006, pasangan ini telah berkolaborasi dengan sekitar 20 ahli dari University of Washington, PARC dan lembaga lain sebagai bagian dari Proyek Pencerahan Awan Oseanik (MCBP). Tim proyek sekarang sedang menyelidiki apakah dengan sengaja menambahkan garam laut ke awan stratocumulus yang rendah dan halus di atas lautan akan memberikan efek pendinginan di planet ini.
Awan tampaknya cenderung cerah di sepanjang pantai barat Amerika Utara dan Selatan serta Afrika tengah dan selatan, kata Sarah Doherty, ilmuwan atmosfer di University of Washington di Seattle yang telah mengelola MCBP sejak 2018. Tetesan air awan memang terbentuk secara alami di lautan ketika uap air terkumpul di sekitar butiran garam, tetapi menambahkan sedikit garam ke dalamnya dapat meningkatkan daya pantulan awan. Mencerahkan tutupan awan besar di area yang cocok ini sebesar 5% dapat mendinginkan sebagian besar dunia, kata Doherty. Setidaknya itulah yang simulasi komputer menyarankan. "Studi lapangan kami tentang pengaliran partikel garam laut ke awan dalam skala yang sangat kecil akan membantu untuk mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang proses fisik utama yang dapat menghasilkan model yang lebih baik," katanya. Eksperimen skala kecil dari perangkat prototipe dijadwalkan untuk dimulai pada tahun 2016 di sebuah lokasi dekat Monterey Bay, California, tetapi ditunda karena kurangnya dana dan penentangan publik terhadap kemungkinan dampak lingkungan dari eksperimen tersebut.
“Kami tidak secara langsung menguji pencerah awan laut dalam skala apa pun yang memengaruhi iklim,” kata Doherty. Namun, para kritikus, termasuk kelompok lingkungan dan kelompok advokasi seperti Carnegie Climate Governance Initiative, khawatir bahwa eksperimen kecil pun dapat secara tidak sengaja memengaruhi iklim global. iklim karena sifatnya yang kompleks.”Gagasan bahwa Anda dapat melakukan ini dalam skala regional dan dalam skala yang sangat terbatas hampir keliru, karena atmosfer dan lautan telah mengimpor panas dari tempat lain,” kata Ray Pierre Humbert, profesor di fisika di Universitas Oxford. Ada juga tantangan teknis. Mengembangkan penyemprot yang andal dapat mencerahkan awan bukanlah tugas yang mudah, karena air laut cenderung menyumbat saat garam menumpuk. Untuk mengatasi tantangan ini, MCBP meminta bantuan Armand Neukermans, penemu printer inkjet asli, yang bekerja di Hewlett-Packard dan Xerox hingga pensiun. Dengan dukungan finansial dari Bill Gates dan veteran industri teknologi lainnya, Neukmans kini merancang nozel yang dapat meledakkan tetesan air asin dengan ukuran yang tepat (120 hingga 400 nanometer). diameter) ke atmosfer.
Saat tim MCBP bersiap untuk pengujian di luar ruangan, tim ilmuwan Australia telah memodifikasi prototipe awal nosel MCBP dan mengujinya di Great Barrier Reef. Australia telah mengalami pemanasan 1,4°C sejak 1910, melebihi rata-rata global 1,1° C, dan Great Barrier Reef telah kehilangan lebih dari separuh karangnya karena pemanasan laut.
Pencerahan awan dapat memberikan beberapa dukungan bagi terumbu karang dan penghuninya. Untuk mencapai hal ini, ahli kelautan teknik Southern Cross University Daniel Harrison dan timnya memasang kapal penelitian dengan turbin untuk memompa air keluar dari lautan. Mirip dengan meriam salju, turbin mengekstraksi air dan meledakkan triliunan tetesan kecil ke udara melalui 320 noselnya. Tetesan tersebut mengering di udara, meninggalkan air garam asin, yang secara teoritis bercampur dengan awan stratocumulus tingkat rendah.
Eksperimen pembuktian konsep tim pada Maret 2020 dan 2021 - ketika karang paling berisiko mengalami pemutihan pada akhir musim panas Australia - terlalu kecil untuk mengubah tutupan awan secara signifikan. Namun, Harrison terkejut dengan kecepatan asap asin melayang ke langit. Timnya menerbangkan drone yang dilengkapi dengan instrumen lidar setinggi hingga 500 meter untuk memetakan gerakan bulu-bulu. Tahun ini, sebuah pesawat akan menempuh jarak beberapa meter yang tersisa untuk menilai setiap reaksi di awan lebih dari 500 meter.
Tim juga akan menggunakan sampel udara di kapal penelitian kedua dan stasiun cuaca di terumbu karang dan darat untuk mempelajari bagaimana partikel dan awan bercampur secara alami untuk menyempurnakan modelnya.” , dapat memengaruhi lautan dengan cara yang diinginkan dan tidak terduga,” kata Harrison.
Menurut pemodelan yang dilakukan oleh tim Harrison, mengurangi cahaya di atas karang sekitar 6% akan mengurangi suhu terumbu di beting tengah Great Barrier Reef setara dengan 0,6°C.Meningkatkan teknologi untuk mencakup semua terumbu karang—Great Barrier Reef terdiri dari lebih dari 2.900 terumbu individu yang terbentang sepanjang 2.300 kilometer—akan menjadi tantangan logistik, kata Harrison, karena akan membutuhkan sekitar 800 stasiun penyemprotan untuk beroperasi selama berbulan-bulan sebelum perkiraan gelombang tinggi. Great Barrier Reef sangat besar sehingga dapat dilihat dari luar angkasa, tetapi hanya mencakup 0,07% dari permukaan bumi.Harrison mengakui bahwa ada potensi risiko terhadap pendekatan baru ini yang perlu dipahami dengan lebih baik.Pencerahan awan, yang dapat mengganggu awan atau mengubah lokal pola cuaca dan curah hujan, juga menjadi perhatian utama penyemaian awan. Ini adalah teknik yang melibatkan pesawat atau drone yang menambahkan muatan listrik atau bahan kimia seperti iodida perak ke awan untuk menghasilkan hujan. Uni Emirat Arab dan China telah bereksperimen dengan teknologi untuk mengatasi panas atau polusi udara. Tapi langkah-langkah seperti itu sangat kontroversial – banyak yang menganggapnya sangat berbahaya. Penyemaian dan pencerahan awan termasuk di antara apa yang disebut intervensi "rekayasa bumi". Para kritikus mengatakan itu terlalu berisiko atau mengalihkan perhatian dari pengurangan emisi.
Pada 2015, fisikawan Pierrehumbert ikut menulis laporan Dewan Riset Nasional tentang intervensi iklim, memperingatkan masalah politik dan tata kelola. Namun laporan baru dari akademi, yang dirilis pada Maret 2021, mengambil sikap yang lebih mendukung geoengineering dan merekomendasikan agar pemerintah AS menginvestasikan $200 juta untuk penelitian.Pierrehumbert menyambut baik penelitian pencerah awan laut, tetapi menemukan masalah dengan peralatan penyemprot yang dikembangkan sebagai bagian dari proyek penelitian yang sedang berlangsung. kontrol, mereka tidak akan menjadi orang yang membuat keputusan.”Pemerintah Australia dikritik habis-habisan karena kelambanan untuk mengatasi krisis iklim dan ketergantungannya pada pembangkit listrik tenaga batu bara, melihat potensi cerahnya awan laut. penelitian, pengembangan teknologi, dan pengujian lebih dari 30 intervensi, termasuk pencerah awan laut. Meski langkah investasi besar-besaran seperti Yun Zengliang masih kontroversial. Kelompok lingkungan berpendapat hal ini dapat menimbulkan risiko ekologis dan mengganggu upaya membatasi emisi gas rumah kaca.
Tetapi bahkan jika pencerahan awan terbukti efektif, Harrison tidak berpikir itu akan menjadi solusi jangka panjang untuk menyelamatkan Great Barrier Reef. “Awan yang cerah hanya dapat menyebabkan pendinginan terbatas,” katanya, dan dengan krisis iklim yang cenderung memburuk, efek dari setiap pencerahan akan segera diatasi. Sebaliknya, kata Harrison, tujuannya adalah untuk mengulur waktu sementara negara-negara menurunkan emisinya. “Sudah terlambat untuk berharap bahwa kita dapat dengan cepat mengurangi emisi untuk menyelamatkan terumbu karang tanpa intervensi apa pun.”
Mencapai emisi net-zero pada tahun 2050 akan membutuhkan solusi inovatif dalam skala global. Dalam seri ini, Wired, dalam kemitraan dengan inisiatif Rolex Forever Planet, menyoroti individu dan komunitas yang bekerja untuk memecahkan beberapa tantangan lingkungan kami yang paling mendesak. Diproduksi pada bermitra dengan Rolex, tetapi semua konten independen secara editorial.pelajari lebih lanjut.