Francuski naukowiec w ciągu najbliższych miesięcy chce rozwiązać problem suszy na świecie. W jaki sposób? Zaholuje do Afryki wielką górę lodową.

Choć żyjemy w XXI wieku, blisko miliard ludzi na świecie wciąż nie ma dostępu do czystej wody, a kolejne 2,5 mld do jakiegokolwiek systemu oczyszczania. W świetle tych faktów naukowcy od lat szukają rozwiązań, które uzdatniłyby produkcję wody pitnej. Z pewnością jednym z najciekawszych pomysłów jest projekt przetransportowania ogromnej góry lodowej w rejony zagrożone suszą, jak choćby Afryka czy Bliski Wschód.

Brzmi jak scenariusz filmu science-fiction? Niekoniecznie. Badania w tej sprawie trwają już kilkadziesiąt lat, a najpóźniej w przyszłym roku ma dojść do pierwszej próby holowania góry lodowej. Szacuje się, że jedna góra, ważąca około 30 mln ton, byłaby w stanie zapewnić roczny zapas wody pitnej dla 500 tys. osób.

Najczystsza woda świata

Czemu warto zajmować się akurat górami lodowymi? Przede wszystkim dlatego, że zawierają w sobie miliony litrów nieskazitelnie czystej wody nadającej się do picia. Zamiast przysłużyć się ludzkości, najzwyczajniej rozpuszczają się w morzach i oceanach, twierdzą naukowcy.

Każdego roku roztopieniu ulega dokładnie tyle samo słodkiej wody, ile ludzkość jest w stanie jej zużyć. Grenlandia co roku traci 195 km³ lodu, co odpowiada mniej więcej 193 bilionom litrów wody. A to tylko niewielka część, bo 70% światowych zasobów wody słodkiej znajduje się na Antarktydzie. Pozostaje pytanie w jaki sposób sprawić, by znalazła się ona w regionach zagrożonych suszą? Nad tą sprawą od ponad 40 lat pracuje francuski inżynier Georges Mougin.

Zaczęło się od wyprawy na Antarktydę w 1970 r., gdzie naukowiec udał się wraz ze swoim przyjacielem i wybitnym polarnikiem Paulem-Emile Victorem. Kiedy wpadł na pomysł transportowania ogromnych gór lodowych, początkowo wydawało się to szaleństwem. Kiedy wrócił jednak do kraju zaczął pracować nad możliwością realizacji tego projektu.

Pierwszym zainteresowanym okazał się książę Arabii Saudyjskiej, Mohammed Al-Faisal, bratanek samego króla. W 1977 r. na międzynarodowej konferencji naukowej zorganizowanej w Iowa, podzielił się z jej uczestnikami swoimi planami. Mougin i arabski szejk w ciągu najbliższych lat zamierzali przyholować z Antarktydy ogromną górę lodową i umieścić ją w rejonie Zatoki Perskiej.

W tym celu powołano nawet spółkę ITI Company (Iceberg Transport International). Szejk zainwestował pieniądze, od Mougina wymagał działania. Realizacja całego przedsięwzięcia miała wyglądać następująco: wielką górę lodową należałoby owinąć płótnem żaglowym w celu spowolnienia topnienia, a następnie przy użyciu kilku statków holowniczych zaciągnąć ją w pobliżu Arabii Saudyjskiej, gdzie stałaby się ogromnym zbiornikiem wody pitnej. W głowach pomysłodawców nic prostszego.

Jednak prace w latach 1975-81 nie przyniosły rezultatów. Po pierwsze brakowało zaplecza technologicznego, które w miarę szybko pozwoliłoby zrealizować cel. Wyliczono, że holowanie góry lodowej o wadze 100 mln ton trwałoby 8 miesięcy i kosztowało 100 mln dolarów. Z pomysłu zrezygnowano.

Przygotowania do wielkiej wyprawy

Nie oznacza to, że Mougin się poddał. Wręcz przeciwnie. Jest święcie przekonany, że pomysł jest jak najbardziej wykonalny. W 2009 r. rozpoczął współpracę z francuską firmą Dassault Systèmes, która opracowała szczegółową symulację 3D. Jej wyniki potwierdziły, że da się zrealizować taki projekt.

Dziś zespół Mougina to grupa 16 specjalistów o międzynarodowej sławie, którzy mają do dyspozycji najnowocześniejszy sprzęt. W projekcie o nazwie „IceDream” biorą udział glacjolodzy i inżynierowie z Wielkiej Brytanii, Norwegii i Danii. Tym razem postawiono na drugi biegun i przetransportowanie góry lodowej z Nowej Fundlandii w Kanadzie w okolice Wysp Kanaryjskich. Do pokonania pozostaje więc cały Ocean Atlantycki, czyli 6 tys. kilometrów.

Współczesne możliwości technologiczne pozwalają wziąć pod uwagę także warunki pogodowe na oceanie, co już w pewnym stopniu ułatwia zadanie. Jak zapewnia Mougin na razie trwają prace przygotowawcze, ale najpóźniej do końca 2013 r. holownik będzie w stanie przetransportować górę lodową w dowolne miejsce na świecie.

Jako cel wybrano górę lodową ważącą „zaledwie” 7 mln ton. Wyliczono, że jeśli uda się ją zaholować do celu, będzie w stanie zapewnić wodę pitną części Wysp Kanaryjskich i nadmorskim kurortom Maroka przez ponad rok. Pozostaje jeszcze pytanie w jaki sposób to zrobić?

Bilans zysków i strat

Badania wykazały, że w przeciwieństwie do symulacji sprzed lat, do holowania góry lodowej o wadze 7 mln ton wystarczy tylko jeden statek. Odcinek od wybrzeży Kanady do Wysp Kanaryjskich liczy 6 tys. kilometrów, więc podróż trwałaby 5 miesięcy.

Czemu akurat tyle? Z kilku powodów. Transport opierałby się głównie na naturalnych prądach morskich, a prędkość z jaką płynąłby statek na szlaku nie przekraczałaby jednego węzła (1,8 km/h).

Wszystko w trosce o jak najmniejsze topnienie góry lodowej, która wraz ze zwiększaniem się temperatury powietrza, a także podczas kontaktu ze słoną wodą morską, będzie zmniejszała swoją masę. Proces ten jest nieunikniony. Można go jedynie spowolnić, a ma temu służyć 12-metrowa opaska, wykonana ze specjalnej izotermicznej tkaniny, którą pokryty będzie lód. Trwają prace nad udoskonaleniem tego materiału.

Mimo wszystko naukowcy biorą pod uwagę fakt, że przy tych zabezpieczeniach i tak ok. 38% góry roztopi się w trakcie podróży. Czy aby na pewno tylko tyle?

Nie jest o tym przekonany prof. Jacek Jania, glacjolog i przewodniczący Komitetu Badań Polarnych przy Prezydium Polskiej Akademii Nauk. Jego zdaniem intensywność samego topnienia można wyliczyć na podstawie znanych parametrów: temperatury i zasolenia wody morskiej oraz szybkości wymiany wody (w naszym  przypadku szybkości holowania). Paradoksalnie czym szybsze holowanie tym szybsza utrata masy góry lodowej, a prądy morskie i falowanie tylko przyspieszają topnienie. Jednak to nie wszystkie problemy.

– Góry lodowe składają się z polikrystalicznego lodu lodowcowego. Poza topnieniem, następuje rozluźnienie kryształów i mechaniczne wypłukiwanie. Te ubytki już trudniej policzyć, bo to zależy od wielkości kryształów, ich ułożenia oraz ciśnień jakie przeszły w obrębie lodowca, od którego się oderwały. Ponadto obtopienie na linii wody tworzy niszę – podcięcie brzegów góry lodowej. Ściana lodowa powyżej tego podcięcia co pewien czas ulega destabilizacji i odpadają większe bloki lodu – nie tylko  pojedyncze  kryształy. Te czynniki sprawiają, że wyliczona wielkość topnienia gór lodowych jest znacznie za niska w stosunku do faktycznych ubytków masy w wyniku wymienionych procesów mechanicznych – twierdzi profesor.

Powoduje to zagrożenie, że góra lodowa przełamie się na pół, a tonąc wywoła fale, które sięgnąć mogą nawet 60 m.

Pozostaje jeszcze wysoki koszt przedsięwzięcia. Planowana operacja miałaby wynieść 11,5 mln dolarów. Może się okazać, że jeśli zbyt dużo góry lodowej stopi się w czasie podróży, tańszym rozwiązaniem, będzie odsalanie wody morskiej. Zwłaszcza, że w pogodnych obszarach podzwrotnikowych można do tego wykorzystać energię słoneczną.

86-letni dziś Mougin nie poddaje się. Za wszelką cenę chce zrealizować swój projekt nie tylko ze względu na własną satysfakcję, ale również po to, by zagrać na nosie całego naukowemu środowisku, które jego pomysły traktowało raczej sceptycznie, zaliczając je bardziej do ekstrawaganckich dziwactw niż poważnych teorii.

Wielu już próbowało…

Wbrew obiegowej opinii pomysł pozyskiwania i transportowania gór lodowych z obszarów okołobiegunowych nie jest zasługą samego Mougina, a korzeniami sięga XIX wieku. Encyklopedia of Antarctica podaje, że małe góry lodowe były holowane do Valparaiso w Chile i wykorzystywane przy produkcji piwa już około roku 1850.

Na początku XX wieku amerykańska firma Ice Berg chciała transportować góry lodowe z Arktyki do Bostonu i Nowego Yorku, by tam kroić je na kawałki i sprzedawać. W latach 50. pozyskiwanie wody z gór lodowych w projektach badawczych brała pod uwagę nawet amerykańska armia.

Za ojca chrzestnego pomysłu holowań gór lodowych uważany jest jednak John Isaacs,  który myśl tę przedstawiał w Instytucie Oceanografii Scippsa w Californii w 1949 roku. Jego koncepcja zakładała wówczas przetransportowanie z Antarktydy do wyspy San Clemente w Californii góry ważącej, bagatela, 8 miliardów ton, długiej na 20 km i szerokiej na 3 km. Czas trwania podróży to 200 dni. Nawet dziś takie szacunki to czysta abstrakcja.

Holowanie gór lodowych na krótkich odcinkach jest jednak praktykowane. Choćby przez koncerny naftowe, które mają na morzach ustawione platformy wiertnicze. Kiedy zbliża się do nich zagrożenie w postaci góry lodowej, holownik stara się zmienić kierunek w jakim podąża.

http://www.3ds.com/icedream/documentary/

KOMENTARZ

Prof. Stanisław Rakusa-Suszczewski, polarnik, biolog, założyciel polskiej stacji badawczej na Antarktydzie im. Henryka Arctowskiego

Uważam, że jeśli efektywność metod odsalania wody morskiej będzie wzrastać, wykorzystanie gór lodowych z obszarów podbiegunowych pozostanie jedynie w sferze oryginalnych pomysłów. Problemem przedsięwzięcia są nie tylko ogromne koszty, ale i przeszkody natury technicznej. Po pierwsze grubość liny holowniczej, która nie pęknie przy holowaniu (co najmniej 16 cali średnicy przy górze o długości 1200m, grubości 200m i szerokości 400m). Drugi problem to miejsce docelowego topienia góry (mogą to być ogromne baseny, ale trzeba je wybudować). Poza tym należy wziąć pod uwagę zanieczyszczenie lodu w czasie transportu oraz negatywne skutki dla klimatu czy ochrony przyrody.

Autor: Kamil Nadolski

Tekst opublikowany w magazynie Sekrety Nauki