مطالعه جدیدی نشان می‌دهد که خنک کردن مصنوعی زمین از طریق فناوری‌هایی که موجب کاهش نفوذ نور خورشید می‌شوند برای جلوگیری از گرمایش شدید زمین در درازمدت کافی نیست، مگر این که با کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای همراه شود. 

این تحقیق با استفاده از روش‌های مدل‌سازی به بررسی وضعیتی می‌پردازد که اگر، به فرض محال، گازهای گلخانه‌ای در طول قرن پیش رو به حال خود رها شوند و برای کاهش گرمایش زمین از «ژئو مهندسی خورشیدی» استفاده شود، چه اتفاقی می‌افتد. 

ژئو مهندسی خورشیدی اصطلاحی است که برای بیان مجموعه‌ای از فناوری‌های عمدتا هنوز فرضی استفاده می‌شود که با انعکاس نور خورشید به سمت بیرون از زمین، موجب کاهش روند افزایشی دمای جهانی و تخفیف برخی از اثرات مربوط به آن می‌شود. 

عمومی‌ترین شیوه پیشنهادی برای دست یافتن به این هدف، رها کردن ذرات بازتابنده، موسوم به ایروسل، در جو زمین است. ذرات ایروسل پس از انتشار در هوا نوعی لایه محافظتی پیرامون زمین تشکیل می‌دهند که دانشمندان انتظار دارند نور خورشید را به سمت بیرون از زمین بازتاب دهند. 

معادل چنین پدیده‌‌ای در طبیعت و هنگام فوران‌های آتش‌فشانی به وجود آمده است که در تاریخ موجب خنک‌تر شدن موقتی دمای جهان شدند. آتش‌فشان هنگام فوران غالبا ابری از خاکستر را به سمت جو بالا می‌فرستد، که موجب تولید ایروسل و بازتاب نور خورشید به سمت بیرون می‌شود. 

اگرچه ژئومهندسی خورشیدی به لحاظ تئوری می‌تواند موجب کاهش روند صعودی دما شود، قادر نیست ریشه اصلی مشکل را که انتشار گازهای گلخانه‌ای از سوی انسان است، به طور مستقیم برطرف کند. 

تحقیق جدید که در مجله علمی «پیشروی آکادمی ملی علوم» منتشر شده است، نشان می‌دهد در صورتی که گازهای گلخانه‌ای بی‌توجه به حال خود رها شوند و به میزان بسیار بالایی برسند، ژئومهندسی خورشیدی اثری در کاهش گرمایش زمین نخواهد داشت. 

علت آن است که میزان بسیار بالای گازهای گلخانه‌ای در جو زمین موجب نازک شدن ابرهای کم‌ارتفاع، موسوم به ابر استراتوکومولوس و نهایتا از هم گسیخته شدن آن‌ها می‌شوند. 

ابرهای استراتوکومولوس با سایه‌ای که جلوی نور خورشید ایجاد می‌کنند، خود موجب خنک شدن زمین می‌شوند. این تحقیق حاکی است، اگر این ابرها که اقیانوس‌های زیر خط استوا را می‌پوشانند به طور کامل از هم گسیخته شوند، دمای جهان با یک افزایش ۵ درجه سانتی‌گرادی دیگر روبه‌رو خواهد شد. 

پروفسور تاپیو اشنایدر سر تیم تحقیق و دانشمند اقلیم‌شناس در مؤسسه فناوری کالیفرنیا، به ایندیپندنت گفت: «ابرهای استراتوکومولوس با افزایش تراکم گازهای گلخانه‌ای نازک شده و تأثیر آن‌ها در بازتاب نور خورشید از بین می‌رود.» 

وی افزود: «در صورت ادامه گرمایش شدید زمین بیش از یک قرن و تداوم روند افزایشی تولید گازهای گلخانه‌ای، ژئومهندسی خورشیدی فناوری بدون نقص نیست.» 

این تحقیق در شبیه‌سازی‌های ژئومهندسی خورشیدی نشان داد که در صورت رسیدن میزان دی‌اکسیدکربن جو به ۱۷۰۰ واحد در میلیون، ابرهای استراتوکومولوس زیر استوایی از هم گسیخته می‌شوند. این میزان بیش از چهار برابر میزان فعلی دی‌اکسیدکربن در جو زمین است. 

دکتر داگ مک‌مارتین، معاون ارشد تحقیقات از دانشگاه کورنل در نیویورک که در این مطالعه شرکت نداشت، به ایندیپندنت گفت: «به نظرم این تحقیق گواه دیگری بر این واقعیت است که نمی‌توان ژئومهندسی خورشیدی را یک عصای معجزه پنداشت که ما را از فکر پایین کشیدن تولید گاز دی‌اکسیدکربن رهایی می‌دهد. قرار نیست ما تمام سوخت فسیلی را روی زمین بسوزانیم و تصور کنیم مشکل با ژئومهندسی خورشیدی حل می‌شود.» 

وی افزود: «البته باید توجه داشت که آن‌ها در سناریوی خود واقعا حد نهایی را در نظر گرفته‌اند.» 

دکتر پیت ایروین، استاد تغییرات اقلیمی در دانشگاه کالج لندن که او هم در این تحقیق شرکت نداشت، می‌گوید میزان دی‌اکسیدکربن فقط در «بدترین حالت قابل تصور» ممکن است به ۱۷۰۰ واحد در میلیون برسد آن هم در صورتی که تا پایان قرن ۲۱ هیچ اقدامی جهت مقابله با انتشار گاز انجام نگیرد. 

تاکنون اکثر تحقیقات ژئومهندسی خورشیدی با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری انجام گرفته است، بنابراین هنوز در مورد عملکرد آن در جهان واقعی چیز زیادی نمی‌دانیم. 

البته تیمی از دانشمندان دانشگاه هاروارد قصد دارند در آینده یکی از اولین آزمایش‌های میدانی ژئومهندسی خورشیدی را به انجام برسانند. 

در این طرح، که به «آزمایش تشویش کنترل‌شده استراتوسفریک» موسوم است، قرار است بسته‌ای حاوی ایروسل را با استفاده از بالن در ارتفاع ۲۰ کیلومتری جو زمین رها کنند. 

به گفته دانشمندان، این میزان ایروسل تأثیری در خنک شدن کره زمین نخواهد گذاشت ولی به آن‌ها فرصتی می‌دهد که از چگونگی تعامل ذرات ایروسل با هوا به جمع‌آوری داده‌ها بپردازند. 

دانشمندان ابتدا اعلام کردند در سال ۲۰۱۷ قصد انجام این آزمایش را دارند اما براساس وبلاگ این پروژه، به دلیل «مشکلات فنی» این طرح تا به حال به تأخیر افتاده است. 

مشکل این است که در صورت ساخت این فناوری، ممکن است آن را به عنوان «راه حل سریع» بحران اقلیمی در نظر بگیرند و برخی کشورها شروع به کوتاهی در انجام تعهدات خود در کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای کنند. مشکل دیگر این است که ممکن است کشور یا نهاد منفردی با قصد منفی به سوءاستفاده از این فناوری بپردازد. 

به گفته پروفسور اشنایدر: «سؤال پیگیری ژئومهندسی خورشیدی صرفا یک پاسخ علمی ندارد، بلکه این پرسشی سیاسی، اخلاقی و حکومتی نیز هست.»