Den snabba kollapsen av några av världens största glaciärer på grund av klimatförändringarna kommer att få förödande konsekvenser för vår planets kustlinjer på grund av havsnivåhöjningen. Förvärrar denna fråga är det faktum att många av dessa kustlinjer är tätt befolkade och utvecklade. Ett förslag nyligen, rapporterades först i The Atlantic, syftar till att avvärja potentiell katastrof genom att vända sig till geoengineering genom konstruktion av massiva undervattensväggar, kallas trösklar, som skulle byggas där glaciärer möter havet i Antarktis och Grönland.

Idén är ett verk av Michael Wolovick, en glaciologisk postdoktor vid Princeton University och tidigare student till Columbias Robin Bell. Det unika med Wolovicks geoteknikförslag är dess fokus på en konsekvens av klimatförändringen – i det här fallet, havsnivåhöjning till följd av glacial kollaps-snarare än fokus på minskande växthusgaser (GHG), grundorsaken till klimatförändringarna. Många geoteknikförslag försöker bromsa eller till och med vända jordens stigande temperaturer som ett alternativ till att minska utsläppen av växthusgaser. Vissa föreslår att tillföra aerosoler som svaveldioxid till atmosfären, eller öka molnens reflektionsförmåga, för att minska atmosfärens uppvärmning. Andra utforskar sätt att fånga och binda kol.

På frågan om inspirationen bakom hans distinkta arbete, Wolovick sa till GlacierHub att han har fascinerats av de storskaliga samhälleliga konsekvenserna som glaciär kollaps kan ha, med tanke på själva glaciärernas relativt små skalor. Den så kallade "domedagsglaciären, "Thwaites i västra Antarktis, är bara cirka 100 kilometer bred, till exempel, men dess kollaps skulle snabbt destabilisera stora delar av det västra Antarktis inlandsisen, potentiellt leda till en havsnivåhöjning på upp till 13 fot i vissa delar av världen.

Så hur fungerar Wolovicks plan? Det börjar med ett ingenjörsprojekt av aldrig tidigare skådad omfattning:konstruktionen av stora undervattensväggar, består av ett inre lager som sand och ett yttre lager av stenblock. Dessa väggar skulle byggas strategiskt vid jordningslinjen, där en glaciärs framkant möter havet, av världens mest instabila glaciärer. Dessa murar skulle byggas främst i Antarktis och Grönland där många glaciärer sträcker sig bortom landet för att flyta på havet.

Glaciärer som sträcker sig från land till havet utsätts för både värmande luft och vatten. Varmare havsvatten smälter dessa glaciärer underifrån förutom den smältning som sker från luften ovanför, får dem att smälta snabbare än glaciärer som enbart är begränsade till land. Det är här väggarna byggda på havsbotten skulle spela in. Väl på plats, dessa barriärer skulle "blockera varmt vatten så att du kunde minska smälthastigheten, och även för att tillhandahålla fästpunkter som ishyllan kan slipa om på när den tjocknar, sade Wolovick. Dessutom, eftersom glaciärerna redan flyter, väggarna skulle hindra varmt vatten från att röra sig längre in i landet och öka smälthastigheten där.

Skulle dessa väggar fungera i verkligheten? Wolovicks datormodellering är i ett tidigt skede, men vissa modeller visar glaciärer som stabiliseras efter att väggar har satts på plats, med några glaciärer som faktiskt ökar i massa. Denna eventuella stabilisering skulle kosta lite tid för att agera beslutsamt för anpassningen till havsnivåhöjningen och kanske tillåta förhindrandet av katastrofala inlandsisar helt och hållet. Fortfarande, Wolovick medger att mycket mer arbete måste göras i framtiden, inklusive utvecklingen av bättre havsmodeller för att se om väggarna skulle blockera varmare vatten på det avsedda sättet, låter en glaciär stabiliseras.

Lukas Arenson, förste geoteknisk ingenjör på BGC Engineering Inc., pratade med GlacierHub om förslaget. Han säger att även om förslaget har potential att bromsa glacialsmältningen, det är fortfarande i ett mycket tidigt skede, och det finns många frågor som måste besvaras innan implementering. En av Arensons principiella bekymmer är "de enorma kostnaderna för att bygga en sådan tröskel eller en vall på ett stabilt sätt i dessa områden, eftersom det kräver en del stora ingenjörs- och konstruktionsinsatser." Wolovick inser att hans förslag skulle kräva att man placerade en enorm mängd material framför glaciärer, särskilt för breda sådana som thwaiterna.

Det finns också en uppsjö av tekniska frågor som måste åtgärdas. Först, fundamenten för väggarna skulle behöva vara väl skyddade. Detta skydd kan ha formen av stenblock och betongelement eller ytterligare trösklar byggda framför eller i en vinkel mot huvudtröskeln, att omdirigera strömmar som kan äventyra dess effektivitet, enligt Arenson. För det andra, havsbotten som väggarna skulle byggas på skulle kunna vara "ganska instabil och mjuk på sina ställen så att det kan vara extremt utmanande att placera ytterligare fyllning för en tröskel, kan orsaka vissa lokala instabiliteter, "Tillade Arenson. Slutligen, Wolovick säger att det kan bli nödvändigt att bygga muren "under flytande ishyllor, eller i närheten av täta isbergsmelange." Dessa ansträngningar skulle ytterligare komplicera det som redan skulle vara ett mega-ingenjörsprojekt.

Förutom de tekniska aspekterna av förslaget, det finns andra frågor att ta hänsyn till. Det finns frågor om var materialet till väggarna skulle komma ifrån, och om väggarna kan ha skadliga effekter på känsliga miljöer i Antarktis havsbotten.

Dock, trots de många utmaningar som väntar, det är dags att vidta åtgärder. När klimatförändringarna fortskrider och glaciärer runt om i världen fortsätter att smälta, den globala havsnivån kryper upp. En ny studie visar en ökning med 80 till 150 cm (nära fem fot) med 2100, som skulle översvämma mark som för närvarande bebos av 153 miljoner människor. Detta geoteknikförslag kommer inte på något sätt att lösa alla problem i samband med klimatförändringar, såsom oförminskade mänskliga utsläpp av växthusgaser, men med miljontals människor som bor längs kusterna, det skulle kunna förse mänskligheten med något som alltid saknas:tid.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.