Riktade ingenjörsprojekt för att förhindra glaciärsmältning kan bromsa inlandsisens kollaps och begränsa havsnivåhöjningen, enligt en ny studie publicerad i tidskriften European Geosciences Union Kryosfären . Även om ett ingripande i storlek liknar befintliga stora anläggningsprojekt bara skulle ha en chans på 30 % att lyckas, ett större projekt skulle ha bättre chanser att förhindra att inlandsisen kollapsar. Men studieförfattarna Michael Wolovick och John Moore varnar för att minskade utsläpp fortfarande är nyckeln till att stoppa klimatförändringen och dess dramatiska effekter.

"Att göra geoengineering innebär ofta att tänka på det otänkbara, säger Moore, en vetenskapsman vid Beijing Normal University, Kina, och professor i klimatförändringar vid Lapplands universitet, Finland. Termen 'geoengineering' används vanligtvis om storskaliga insatser för att bekämpa klimatförändringar. Men istället för att försöka förändra hela klimatet, Wolovick och Moore säger att vi skulle kunna tillämpa ett mer riktat tillvägagångssätt för att begränsa en av de mest drastiska konsekvenserna av klimatförändringarna:höjning av havsnivån.

Deras "otänkbara" idé är glacial geoengineering:att göra ändringar i havsbottnets geometri nära glaciärer som rinner ut i havet, bildar en ishylla, för att förhindra att de smälter ytterligare. Några glaciärer, såsom isströmmen Thwaites i Storbritannien eller Florida i västra Antarktis, drar sig snabbt tillbaka. "Thwaites kan lätt utlösa en skenande [Västra Antarktis] istäcke som i slutändan skulle höja den globala havsnivån med cirka 3 meter, "förklarar Wolovick, en forskare vid Princeton Universitys institution för geovetenskap, USA. Detta kan få dramatiska effekter för de miljontals människor som bor i världens kustområden.

Istället för, eller förutom, begränsa effekterna av stigande hav genom traditionellt kustskydd, att använda glociärgeoengineering för att stoppa översvämningen vid källan kan vara ett lönsamt alternativ, som Wolovick och Moore visar. "Det viktigaste resultatet [av vår studie] är att ett meningsfullt inlandsintervention är i stort sett inom storleksordningen för troliga mänskliga prestationer, säger Wolovick.

Teamet undersökte två glacial-geoteknikdesigner. En idé skulle vara att bygga en vägg under vattnet för att blockera varmt vatten från att nå en ishylla, som är mycket känslig för smältning. En enklare design består av att konstruera konstgjorda högar eller kolonner på havsbotten:de skulle inte blockera varmt vatten men kunde stödja och hålla tillbaka glaciären, hjälpa den att växa igen. "I vilket fall, vi föreställde oss mycket enkla strukturer, helt enkelt högar av sand eller grus på havsbotten, säger Wolovick.

Teamet körde datormodeller där de tillämpade dessa mönster på Thwaites Glacier i en värmande värld. Thwaites beräknas bli den största enskilda källan till framtida havsnivåhöjningar och, vid 80 till 100 km bred, det är en av de bredaste glaciärerna i världen. "Om [glacial geoengineering] fungerar där så skulle vi förvänta oss att det fungerar på mindre utmanande glaciärer också, " skriver författarna i Kryosfären studie.

Forskningen visar att även den enklare designen kan bromsa hastigheten för havsnivåhöjningen, ge mer tid åt kustsamhällena att anpassa sig till stigande vatten. Det minsta ingreppet har 30 % sannolikhet för att förhindra en skenande kollaps av den västantarktiska istäcket under överskådlig framtid, enligt modellerna. Detta ingrepp skulle bestå av att bygga isolerade 300 meter höga högar eller kolonner på havsbotten med mellan 0,1 och 1,5 kubikkilometer stenmaterial, beroende på materialets styrka. Detta liknar mängden material som grävdes ut för att bygga Suezkanalen i Egypten (1 kubikkilometer) eller användes i Dubais Palmöar (0,3 kubikkilometer).

Ett mer sofistikerat projekt, gå utöver den skala mänskligheten har försökt hittills, skulle ha större chanser att lyckas med att undvika en skenande inlandskollaps inom de närmaste 1000 åren (den tid som simuleringarna pågår), samt bättre odds för att få inlandsisen att återfå massa. En liten undervattensvägg som blockerar cirka 50 % av varmt vatten från att nå ishyllans bas kan ha 70 % chans att lyckas, medan större väggar skulle vara ännu mer benägna att fördröja eller till och med stoppa isskador.

Trots uppmuntrande resultat, forskarna säger att de inte förespråkar att de här ambitiösa projekten startas inom kort. Även om den enklaste designen skulle vara lika stor som befintliga ingenjörsprojekt, det skulle byggas i en av jordens hårdaste miljöer. Så, de tekniska detaljerna måste fortfarande utarbetas. Ändå, teamet ville se om glacial geoteknik kunde fungera i teorin, och ville få forskarsamhället att tänka på, och förbättra, designen.

"Vi förstår alla att vi har en akut professionell skyldighet att bestämma hur mycket havsnivåhöjning samhället bör förvänta sig, och hur snabbt den havsnivåhöjningen sannolikt kommer att komma. Dock, vi skulle hävda att det också finns en skyldighet att försöka komma på sätt som samhället skulle kunna skydda sig mot en snabb inlandsis kollaps, säger Wolovick.

Isfysiken visar att glacial geoteknik kan fungera för att förhindra att istäcket kollapsar, men både Wolovick och Moore är övertygade om att minskade utsläpp av växthusgaser förblir en prioritet i kampen mot klimatförändringarna. "Det finns oärliga delar av samhället som kommer att försöka använda vår forskning för att argumentera mot nödvändigheten av utsläppsminskningar. Vår forskning stöder inte på något sätt den tolkningen, " de säger.

Tekniska glaciärer skulle bara begränsa havsnivåhöjningen, samtidigt som en minskning av utsläppen också kan begränsa andra skadliga konsekvenser av klimatförändringar, som havsförsurning, översvämningar, torka och värmeböljor. Dessutom, teamet påpekar att mer uppvärmning skulle innebära att isprojekt skulle bli mindre genomförbara och ha lägre chanser att lyckas. Trots allt, deras undervattensstrukturer kan skydda botten av ishyllorna, men skulle inte hindra varm luft från att äta upp isen på toppen.

"Ju mer kol vi släpper ut, desto mindre sannolikt blir det att inlandsisarna kommer att överleva i det långa loppet vid något i närheten av deras nuvarande volym, " avslutar Wolovick.