Cum încearcă astronomii să protejeze clima
La prima vedere, unul dintre efectele paradoxale ale explorării cosmosului este că viziunea în întinderi îndepărtate poate schimba simultan perspectiva propriei case cosmice. Acest lucru a fost stabilit deja în urmă cu aproximativ 50 de ani, când primele imagini ale pământului din spațiu au început să ne schimbe relația cu planeta noastră natală, care părea atât de mică și vulnerabilă din spațiu. Cine știe cât de neospitalier poate fi cosmosul pentru noi, oamenii, dincolo de limitele atmosferice ale planetei noastre, poate dezvolta o altă viziune asupra magiei și a improbabilității casei sale. Prin urmare, poate că nu este o coincidență faptul că comunitatea astrofiziciană discută din ce în ce mai mult despre ce responsabilitate au ei înșiși pentru schimbările climatice și cum își pot reduce propria contribuție la aceasta. Revista „Nature Astronomy” a documentat acum acest proces de reflecție în cel mai recent număr al său în șase articole internaționale.
Faptul că astronomii sunt deosebit de preocupați de acest subiect nu este surprinzător din motive foarte practice: se știe că astronomii călătoresc mult - nu numai pentru că comunitatea relativ mică se întrunește în mod regulat la conferințe internaționale, ci și pentru că își petrec timpul observând la telescoape, care sunt adesea izolate. determina în mod decisiv practica lor de cercetare. În plus, există simulări intensive din punct de vedere al calculului care determină cerințe energetice ridicate și, astfel, contribuie indirect la emisia de gaze cu efect de seră de către astrofizicieni. Astronomii nu sunt mai puțin responsabili de reducerea propriilor emisii decât oricine altcineva din lume, scriu astronomii australieni care lucrează cu Adam Stevens.
Supercomputerele ca infractori climatici
Pentru a aborda acest lucru, ar trebui mai întâi să cunoască sursele și proporțiile relative ale emisiilor pentru a lucra apoi la reducerea lor într-un al doilea pas. În studiul lor, au făcut acest lucru pentru Australia și au ajuns la concluzia că emisiile legate de cercetare ale unui astronom australian mediu cu 37 de tone de emisii echivalente de dioxid de carbon (tCO₂e) pe an sunt cu 40 la sută mai mari decât cele ale unui australian tipic. Interesant este că, potrivit estimărilor, acest lucru se datorează în principal calculelor cu consum intensiv de energie pe supercomputerele. Contribuții mult mai mici provin din zboruri și din operarea observatoarelor și a institutelor de cercetare.
Privind în urmă, Institutul de Astronomie Heidelberg Max Planck (MPIA) a făcut un calcul foarte similar pentru Germania pentru 2018. Bilanțul lui Knud Jahnke și al colegilor săi diferă de cel al colegilor lor australieni. Nu numai că emisiile medii pe astronom, la 18,1 tCO₂e pe an, sunt mult sub valoarea australiană. În plus, călătoriile cu avionul reprezintă de fapt cea mai mare pondere pentru ei. Diferențele sunt explicate parțial de faptul că australienii au folosit un calculator de emisii diferit, care estimează că emisiile sunt semnificativ mai mici decât cel folosit de germani. În balanța germană se remarcă, de asemenea, că emisiile secundare rezultate din consumul de energie electrică în Germania sunt mult mai mici, având în vedere ponderea semnificativ mai mică a surselor de energie fosilă (47% față de 83% în Australia). Și totuși: este alarmant faptul că emisiile de gaze cu efect de seră pentru fiecare cercetător MPIA sunt de aproximativ trei ori mai mari decât obiectivele germane stabilite în acordul climatic de la Paris pentru 2030 pentru a limita încălzirea globală la maximum 1,5 grade, scrie echipa Heidelberg.
Lecții din pandemie
Sugestii privind modul în care această valoare ar putea fi redusă semnificativ în următorii ani rezultă din studii detaliate suplimentare. Pandemia Covid-19 din acest an a demonstrat în mod neașteptat modul în care numărul de călătorii cu avionul poate fi redus semnificativ. Nevoia de a organiza conferințe mari în întregime digital a permis o comparație directă a emisiilor de la evenimente față în față și online. Oamenii de știință care lucrează cu Leonhard Burtscher de la MPIA au calculat acest lucru folosind exemplul reuniunii anuale a Societății Astronomice Europene (EAS). În 2019 această întâlnire a avut loc la Lyon cu 1240 de participanți, iar în 2020 cu 1777 de participanți ca o conferință virtuală.
Utilizând sondaje și extrapolare, astronomii au stabilit că emisiile în 2019 s-au ridicat la 1.855 tCO₂e - aproximativ 70 la sută din totalul emisiilor MPIA în 2018 - în timp ce versiunea online avea o amprentă subțire de CO₂ de doar 582 kilograme. În plus, așa cum ar putea sugera numărul mai mare de participanți, conferințele online sunt mult mai cuprinzătoare. Cercetătorii cu un buget de călătorie mai mic sau cu condiții familiale dificile pot participa digital la conferințe din care ar fi fost excluși anterior. Astronomii propun, de asemenea, formate hibride pentru viitor, în care „conferințele satelit” regionale analogice sunt conectate la întâlniri internaționale mari, astfel încât distanțele reduse de călătorie și schimbul social real pot fi combinate.
Mai puține vizite la telescoape
Astronomii care lucrează cu Nicolas Flagey au calculat emisiile echivalente de gaze cu efect de seră ale unui observator folosind exemplul telescopului Canada-Franța-Hawaii, vechi de 40 de ani, pentru 2019. Acest telescop este situat pe vulcanul Mauna Kea și este operat de pe principala insulă hawaiană. Aici, mai presus de toate, consumul de energie electrică al instalației, în plus față de deplasarea necesară funcționării, aduce emisiile pe cap de locuitor la 16,5 tCO₂e. Potențialul de reducere ar consta în surse de energie durabile, hardware îmbunătățit și o reducere a activităților de călătorie. Tendința, care poate fi deja observată în astronomie, poate ajuta aici că observațiile sunt efectuate din ce în ce mai puțin de către astronomii care sosesc chiar de la institutele lor, dar sunt efectuate din ce în ce mai mult în modul de serviciu de către angajații locali.
Analiza consumului de energie de către centrele de date mari pe care Simon Portegies Zwart de la Universitatea din Leiden a realizat-o este surprinzătoare. În el, el subliniază legătura dintre limbajul de programare ales și compatibilitatea climatică a calculelor: Limbajul Python, care s-a bucurat recent de o popularitate crescândă în rândul astronomilor datorită interactivității, modularității și orientării obiectului, provoacă emisii semnificativ mai mari decât limbajul de programare „clasic” și mai dificil C ++ Fortran. Prin urmare, ar trebui pusă întrebarea la universități dacă ar fi mai bine să nu folosiți Python în pregătirea generației următoare. Faptul că astronomii nu sunt neapărat cunoscuți pentru programarea deosebit de elegantă, ci mai degrabă au în minte întrebările lor de cercetare atunci când își dezvoltă programele, este un aspect suplimentar la care ar putea fi lucrat în viitor.
La urma urmei, schimbările climatice ar putea avea la rândul lor un impact asupra observațiilor astronomice, subliniază astronomii care lucrează cu Faustine Cantalloube din MPIA. Influența atmosferei și turbulențele care apar acolo determină rezoluția spațială a telescopului. Vânturile mai puternice fac, de asemenea, mai dificilă corectarea activă a turbulențelor atmosferice. Deci, dacă condițiile atmosferice din locurile observatoarelor astronomice se schimbă în fața schimbărilor climatice, acest lucru ar putea afecta calitatea observațiilor. Publicațiile dau impresia că astronomii sunt hotărâți să își reducă cel puțin semnificativ contribuția la schimbările climatice în următorii ani. Faptul că au început deja a fost demonstrat de reacția pe Twitter a laureatului Nobel pentru fizică Brian Schmidt la studiul australian: mai sunt multe de făcut, dar cel puțin este îmbucurător faptul că simulările pe cel mai puternic supercomputer australian sunt acum sute la sută folosind energii regenerabile. umblat. Acest lucru se aplică și Universității Naționale Australiene, al cărei vicecancelar este Schmidt. Concluzia sa: „Totul este posibil”.