La “scienza lenta” è la risposta all’impronta di carbonio dell’astronomia? Cielo e telescopio

Immagine notturna presa dalla Stazione Spaziale Internazionale
Agenzia spaziale europea / NASA

Un team internazionale di astronomi ha determinato in che misura le strutture astronomiche, in particolare i telescopi sulla Terra e nello spazio che gli astronomi usano per studiare il cielo, contribuiscono al cambiamento climatico. Informare astronomia naturaleil team stima che questa impronta superi tutte le altre attività legate alla ricerca, una scoperta che ha implicazioni significative per il futuro del settore.

I ricercatori si sono sentiti motivati ​​a condurre lo studio dall’attualità: “L’umanità sta affrontando un’emergenza climatica”, afferma il membro del team Annie Hughes (Istituto Max Planck per l’astronomia, Germania). “L’evidenza scientifica è inequivocabile che l’attività umana è responsabile della modifica del clima. L’evidenza scientifica è altrettanto chiara che dobbiamo cambiare le nostre attività nel prossimo decennio”.

Gli astronomi, come tutti gli altri, hanno tracce di carbonio. Questo termine usato può avere definizioni leggermente diverse; In questo caso, Jürgen Knodelsder (Università di Tolosa, Francia) e colleghi lo definiscono come le emissioni totali di gas serra di una struttura durante il suo ciclo di vita. Le emissioni sono costituite principalmente da anidride carbonica e metano, ma includono anche una serie di altri gas che intrappolano il calore.

La generale mancanza di dati rende difficile determinare quanto gli astronomi contribuiscono alle emissioni di gas serra. Studi precedenti si sono concentrati su attività legate alla ricerca come viaggiare per conferenze e utilizzare i supercomputer. Ma il nuovo studio rileva che la più grande fonte di impronta di carbonio dell’astronomia è la costruzione e il funzionamento di telescopi sempre più grandi.

A causa della mancanza di dati accurati, spesso a causa di problemi di riservatezza, il team è giunto a questa conclusione utilizzando una tecnica chiamata Input e output economici Analitica. Le emissioni di carbonio sono determinate principalmente dal costo e/o dal peso. Knödlseder paragona il processo al rifornimento di un’auto: riempire il serbatoio completamente anziché a metà ne raddoppierà il peso. Raddoppiare il carburante costerebbe il doppio e produrrebbe il doppio delle emissioni.

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Utilizzando questa analisi input-output, il team ha calcolato che durante i loro cicli di vita gli attuali impianti di astronomia producono l’equivalente di 20 milioni di tonnellate di anidride carbonica equivalente, con un’emissione annuale di oltre un milione di tonnellate di anidride carbonica equivalente.

“Per darti una prospettiva”, osserva Knudelsder, “questa è l’impronta di carbonio annuale di paesi come l’Estonia, la Croazia o la Bulgaria”. Un altro pezzo di prospettiva: nel 2019 gli Stati Uniti hanno contribuito più di 6.5 Un miliardo tonnellate di anidride carbonica.

È un inizio

Knodelsder afferma che i dati sul costo/peso hanno il vantaggio di essere pubblicamente disponibili, anche se a volte può essere difficile da trovare. Questo rende assolutamente possibile qualsiasi tipo di calcolo. Ma Andrew Ross Wilson (Università di Strathclyde, Regno Unito), che ha scritto l’articolo prospettico di accompagnamento per astronomia naturaleafferma che il metodo non è comunemente utilizzato nella contabilità del carbonio, in particolare per le attività spaziali.

“Ha scoperto che l’uso di metodi economici input-output . . . sovrastimava notevolmente l’impatto ambientale complessivo”. Le ragioni sono numerose: in primo luogo, l’industria aerospaziale, che spesso è finanziata dallo stato, non è un mercato veramente libero. Inoltre, i materiali spesso costano Il prodotto su ordinazione utilizzato nelle missioni spaziali è dovuto più alla ricerca e sviluppo che alla produzione.

“In quanto tale, l’Agenzia spaziale europea (e altri) hanno creato un nuovo database di processo per colmare in modo più accurato queste lacune e non raccomandano l’applicazione di database di input e output economici alle valutazioni del ciclo di vita dello spazio”, afferma Wilson.

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Il team di Nodelsider riconosce questi avvertimenti, ma sostiene che fornire queste stime iniziali è un primo passo fondamentale. Il passaggio successivo è che le utility conducano le proprie analisi più dettagliate e quindi agiscano.

Wilson è d’accordo, dicendo: “Penso che la valutazione di Knodelsider sia un’approssimazione abbastanza appropriata del primo ordine a causa della mancanza di dati a sua disposizione e del suo team”. “È sicuramente un buon primo passo per valutazioni più dettagliate.”

Ma avverte: “Non sono convinto che nessun professionista nella valutazione del ciclo di vita spaziale utilizzerebbe specificamente questa scoperta per informare le proprie analisi. L’ESA certamente non esaminerebbe due volte questa stima”.

bandiera lenta

Tuttavia, il team di Knodelsider sostiene che anche i numeri approssimativi sono alla base del lavoro: “Le soluzioni sono nelle nostre mani, dobbiamo solo essere in grado di accettarle”, afferma il membro del team Luigi Tibaldo (Institute for Research in Astrophysics and Planetary Science, Francia).

Il primo passo è convertire le strutture esistenti dai combustibili fossili alle fonti di energia rinnovabile, uno sforzo già in corso in molti luoghi. Ci sono ancora difficoltà per i telescopi in località remote, poiché di solito non sono collegati alla rete elettrica locale. La gamma Atacama Large Millimeter/submillimeter in Cile, ad esempio, è alimentata da generatori diesel. Potrebbe essere più facile incorporare altre strutture nei cambiamenti metodologici in corso.

Il team afferma che queste misure non saranno sufficienti. Gli astronomi devono anche rallentare il ritmo di costruzione di nuove strutture. I vantaggi vanno oltre la riduzione delle emissioni, perché la “scienza lenta” ci darebbe più tempo per sfruttare appieno i dati che già abbiamo. Certamente le intere tesi di dottorato sono state ricercate utilizzando solo le note archiviate.

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Telescopio extra large europeo (concetto d'artista)
L’European Southern Observatory sta costruendo un Very Large Telescope a Cerro Armazon in Cile, uno dei numerosi grandi progetti di astronomia in corso. Il telescopio sarà largo 39 metri.
ESO/L. Calsada

Jennifer Wiseman, capo scienziata del progetto Hubble Space Telescope, concorda sul valore dei dati d’archivio. “Abbiamo reso l’archivio dei dati di Hubble così potente che in questi giorni vengono pubblicati almeno altrettanti articoli scientifici basati su dati d’archivio quanti ne derivano da nuove osservazioni”, afferma. “Ciò significa usi multipli e validi dei dati che saranno disponibili per molti anni a venire”.

Ma molti astronomi si oppongono al rallentamento. In effetti, alcuni membri hanno incontrato la resistenza dei colleghi anche prima della pubblicazione del documento.

“Non c’è nulla che dica che l’astronomia non può o non vuole passare alle energie rinnovabili insieme al resto dell’economia”, afferma John Mather (Godard Space Flight Center della NASA), scienziato del progetto James Webb Space Telescope. “Le impronte di carbonio calcolate non sono costanti della natura, sono solo stime di una parte di un sistema governato da circuiti di feedback”.

Mather solleva anche una contro-argomentazione per rallentare il ritmo della scienza: “Alcuni tipi di astronomia sono già resi difficili o impossibili a causa dell’inquinamento luminoso, delle interferenze radio e delle costellazioni dei satelliti”, afferma. “Si potrebbe sostenere che dobbiamo aumentare i nostri sforzi per imparare tutto ciò che possiamo, il prima possibile, prima di poterlo fare”.

Tuttavia, il team rimane saldamente nella sua posizione: “Lottare contro il cambiamento climatico è una sfida collettiva e tutti, ogni settore di attività e ogni Paese, devono contribuire a raccogliere questa sfida”, afferma Knudelsider. “Nella lotta al cambiamento climatico non ci sono soluzioni prioritarie, dobbiamo attivare tutte le leve possibili per ridurre le nostre emissioni. Certo, alcune azioni saranno più efficienti di altre, ma per avere successo abbiamo bisogno di tutte”.


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