Направи си сам в планетарен мащаб

От засаждането на гори в континентален мащаб до изкуственото предизвикване на валежи, учените започнаха да предлагат, тестват и в някои случаи прилагат мащабни геоинженерни проекти за радикално трансформиране на планетата (1). Тези проекти са предназначени за решаване на глобални проблеми като опустиняване, суша или излишък на въглероден диоксид в атмосферата, но сами по себе си са много проблематични.

Най-новата фантастична идея за обръщане на ефектите от глобалното затопляне отблъсква нашата планета на орбита по-далеч от Слънцето. В наскоро пуснатия китайски научно-фантастичен филм „Скитащата земя“ човечеството променя орбитата на Земята с огромни тласкащи устройства, за да избегне разширяването (2).

Възможно ли е нещо подобно? Експерти се занимаваха с изчисления, резултатите от които са донякъде тревожни. Ако например се използват ракетни двигатели на SpaceX Falcon Heavy, ще са необходими 300 милиарда „изстрелвания“ с пълна мощност, за да изкарат Земята в марсианска орбита, докато по-голямата част от земната материя ще се използва за строителство и захранване. Това е. Малко по-ефективен би бил йонен двигател, поставен в орбита около Земята и някак прикрепен към планетата - предполага се, че ще използва 13% от масата на Земята, за да прехвърли останалите 87% в друга орбита. Значи може би? Би трябвало да бъде почти двадесет пъти по-голям от диаметъра на Земята, а пътуването до марсианска орбита все пак ще отнеме... милиард години.

2. Кадър от филма "Скитащата земя"

Затова изглежда, че проектът за „избутване“ на Земята в по-студена орбита трябва да бъде отложен за неопределено време в бъдеще. Вместо това, един от проектите, които вече са в ход на повече от едно място, изграждане на зелени бариери на големи повърхности на планетата. Те се състоят от местна растителност и са засадени в покрайнините на пустините, за да спрат по-нататъшното опустиняване. Двете най-големи стени са известни с английското си име в Китай, който в продължение на 4500 км се опитва да сдържи разпространението на пустинята Гоби, и страхотна зелена стена в Африка (3), до 8 км на границата на Сахара.

3. Ограничаване на Сахара в Африка

Въпреки това, дори и най-оптимистичните оценки показват, че ще ни трябват поне един милиард хектара допълнителни гори, за да овладеем ефектите от глобалното затопляне, като неутрализираме необходимото количество CO2. Това е площ с размерите на Канада.

Според учени от Потсдамския институт за климатични изследвания, засаждането на дървета също има ограничено въздействие върху климата и поражда несигурност дали изобщо е ефективно. Ентусиастите по геоинженерство търсят по-радикални начини.

Блокиране на слънцето със сиво

Техниката, предложена преди много години впръскване на кисели съединения в атмосферата, също известен като SRM (управление на слънчевата радиация) е възпроизвеждане на условията, които възникват по време на големи вулканични изригвания, които отделят тези вещества в стратосферата (4). Това допринася, наред с други неща, за образуването на облаци и намаляването на слънчевата радиация, достигаща до земната повърхност. Учените са доказали например, че той е страхотен Пинатубо във Филипините, той доведе през 1991 г. до световен спад на температурата от около 0,5°C за най-малко две години.

4. Действие на серните аерозоли

Всъщност нашата индустрия, която отделя огромни количества серен диоксид като замърсител от десетилетия, отдавна допринася за намаляване на предаването на слънчева светлина. изчислено е, че тези замърсители в топлинния баланс осигуряват около 0,4 вата "осветяване" за Земята на квадратен метър. Въпреки това, замърсяването, което произвеждаме с въглероден диоксид и сярна киселина, не е постоянно.

Тези вещества не се издигат в стратосферата, където биха могли да образуват постоянен антислънчев филм. Изследователите изчисляват, че за да се балансира ефектът от концентрацията в земната атмосфера, най-малко 5 милиона тона или повече ще трябва да бъдат изпомпани в стратосферата.₂ и други вещества. Привържениците на този метод, като Джъстин Макклелан от Aurora Flight Sciences в Масачузетс, изчисляват, че цената на подобна операция ще бъде около 10 милиарда долара годишно – значителна сума, но недостатъчна, за да унищожи човечеството завинаги.

За съжаление методът със сяра има и друг недостатък. Охлаждането работи добре в по-топлите райони. В района на полюсите - почти няма. Така че, както можете да се досетите, процесът на топене на ледовете и покачването на морското равнище не може да бъде спрян по този начин и проблемът със загубите от наводнения на ниско разположените крайбрежни зони ще остане реална заплаха.

Наскоро учени от Харвард проведоха експеримент за въвеждане на аерозолни пътеки на височина от около 20 км - недостатъчно, за да окажат значително въздействие върху земната стратосфера. Те (SCoPEx) бяха проведени с балон. Аерозолът, съдържащ w.i. сулфати, които създават мъгла, която отразява слънчевата светлина. Това е един от многото геоинженерни проекти с ограничен мащаб, които се изпълняват на нашата планета в изненадващи количества.

Космическите чадъри и увеличаването на земното албедо

Сред другите проекти от този тип идеята привлича вниманието изстрелване на гигантски чадър в космическото пространство. Това би ограничило количеството слънчева радиация, достигаща до Земята. Тази идея съществува от десетилетия, но сега е в етап на творческо развитие.

Статия, публикувана през 2018 г. в списанието Aerospace Technology and Management, описва проекта, който авторите назовават. В съответствие с него се предвижда поставянето на тънка широка лента от въглеродни влакна в точката на Лагранж, която е относително стабилна точка в сложната система от гравитационни взаимодействия между Земята, Луната и Слънцето. Листата блокира само малка част от слънчевата радиация, но това може да е достатъчно, за да доведе глобалните температури под границата от 1,5°C, определена от Международния панел по климата.

Те представят донякъде подобна идея големи космически огледала. Те бяха предложени в началото на 1-ви от астрофизика Лоуъл Ууд от Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор в Калифорния. За да бъде концепцията ефективна, отражението трябва да пада върху поне 1,6% от слънчевата светлина, а огледалата трябва да имат площ от XNUMX милиона km².².

Други искат да блокират слънцето, като стимулират и следователно прилагат процес, известен като засяване на облаци. "Семената" са необходими за генериране на капки. Естествено, водните капчици се образуват около прахови частици, цветен прашец, морска сол и дори бактерии. Известно е, че за това могат да се използват и химикали като сребърен йодид или сух лед. Това може да се случи с тези вече познати и използвани методи. изсветляващи и избелващи облаци, предложен от физика Джон Латъм през 1990 г. Проектът Sea Cloud Lightning в Университета на Вашингтон в Сиатъл предлага да се постигне избелващ ефект чрез пръскане на морска вода върху облаците над океана.

Други забележителни предложения увеличаване на албедото на Земята (тоест съотношението на отразената радиация към падащата радиация) са приложими и за боядисване на къщи в бяло, засаждане на ярки растения и може би дори за полагане на отразяващи листове в пустинята.

Наскоро описахме техники за усвояване, които са част от геоинженерния арсенал в MT. Като цяло те не са глобални по обхват, въпреки че ако броят им се увеличи, последствията могат да бъдат глобални. Въпреки това се търсят методи, заслужаващи името геоинженерство. отстраняване на CO₂ от атмосферата може, според някои, да премине засяване на океанитекоито в крайна сметка са един от основните поглъщатели на въглерод на нашата планета, отговорни за намаляването на приблизително 30% CO₂. Идеята е да се подобри тяхната ефективност.

Двата най-важни начина са да наторите моретата с желязо и калций. Това стимулира растежа на фитопланктона, който изсмуква въглеродния диоксид от атмосферата и помага за отлагането му на дъното. Добавянето на калциеви съединения ще предизвика реакция с CO.₂ вече разтворен в океана и образуването на бикарбонатни йони, като по този начин намалява киселинността на океаните и ги прави възприемчиви за абсорбиране на повече CO₂.

Идеи от Exxon Stables

Най-големите спонсори на геоинженерните изследвания са The Heartland Institute, Hoover Institution и American Enterprise Institute, всички от които работят за нефтената и газовата индустрия. Ето защо концепциите за геоинженерство често са критикувани от привържениците на намаляването на въглерода, които според тях отклоняват вниманието от същността на проблема. Освен това прилагането на геоинженерство без намаляване на емисиите прави човечеството зависимо от тези методи, без да решава истинския проблем.

Петролната компания ExxonMobil е известна със своите смели глобални проекти от 90-те години на миналия век. В допълнение към наторяването на океаните с желязо и изграждането на слънчева защита за 10 трилиона долара в космоса, тя също така предложи избелване на океанската повърхност чрез нанасяне на ярки слоеве, пяна, плаващи платформи или други „отражения“ върху водната повърхност. Друг вариант беше да се тегли арктически айсберги до по-ниски ширини, така че белотата на леда да отразява слънчевите лъчи. Разбира се, веднага беше отбелязана опасността от колосално увеличаване на замърсяването на океана, да не говорим за огромните разходи.

Експертите на Exxon също така предложиха да се използват големи помпи за преместване на вода от под антарктическия морски лед и след това да се разпръсква в атмосферата, за да бъде отложена като сняг или ледени частици върху ледената покривка на Източна Антарктика. Поддръжниците твърдяха, че ако три трилиона тона годишно се изпомпват по този начин, тогава ще има 0,3 метра повече сняг върху ледената покривка, но поради огромните разходи за енергия този проект вече не се споменава.

Друга идея от конюшните на Exxon са тънкослойни алуминиеви балони, пълни с хелий в стратосферата, поставени на до 100 км над земната повърхност, за да разпръскват слънчевата светлина. Също така е предложено да се ускори циркулацията на водата в световния океан чрез регулиране на солеността на някои ключови региони, като Северния Атлантик. За да станат по-солени водите, се смяташе, наред с други неща, за запазване на ледената покривка на Гренландия, която би предотвратила бързото й топене. Страничният ефект от охлаждането на Северния Атлантик обаче би бил да охлади Европа, което ще направи по-трудно оцеляването на хората. Една дреболия.

Предоставени данни Геоинженерен монитор - съвместен проект на Biofuelwatch, ETC Group и Heinrich Boell Foundation - показва, че доста геоинженерни проекти са реализирани по света (5). Картата показва активни, завършени и изоставени. Изглежда, че все още няма координирано международно управление на тази дейност. Така че това не е чисто глобално геоинженерство. По-скоро хардуер.

5. Карта на геоинженерни проекти според сайта map.geoengineeringmonitor.org

Повечето от проектите, над 190, вече са реализирани. секвестиране на въглерод, т.е. улавяне и съхранение на въглерод (CCS), и около 80 – улавяне, използване и съхранение на въглерод (, KUSS). Имаше 35 проекта за наторяване на океана и над 20 проекта за инжектиране на стратосферен аерозол (SAI). В списъка Geoengineering Monitor намираме и някои дейности, свързани с облака. Най-голям брой проекти са създадени за промяна на времето. Данните показват, че е имало 222 събития, свързани с увеличаване на валежите и 71 събития, свързани с намаляване на валежите.

Учените продължават да спорят

През цялото време ентусиазмът на инициаторите за развитието на климатични, атмосферни и океански явления в глобален мащаб повдига въпроси: наистина ли знаем достатъчно, за да се посветим на геоинженерството без страх? Ами ако, например, широкомащабно засяване на облаци промени потока на водата и забави дъждовния сезон в Югоизточна Азия? Какво ще кажете за оризовите култури? Ами ако например изхвърлянето на тонове желязо в океана унищожи рибното население по крайбрежието на Чили?

в океана, въведена за първи път край бреговете на Британска Колумбия в Северна Америка през 2012 г., бързо се отрази с огромен цъфтеж на водорасли. По-рано през 2008 г. 191 страни от ООН одобриха забрана за торене в океаните поради страх от неизвестни странични ефекти, възможни модификации на хранителната верига или създаване на зони с ниско съдържание на кислород във водните обекти. През октомври 2018 г. над сто НПО осъдиха геоинженерството като „опасно, ненужно и несправедливо“.

Както при медикаментозното лечение и много лекарства, геоинженерството провокира странични ефектикоето от своя страна ще изисква отделни мерки за предотвратяването им. Както Брад Плумър изтъкна във Washington Post, щом проекти за геоинженерство са започнали, те са трудни за спиране. Когато например спрем да пръскаме отразяващи частици в атмосферата, Земята ще започне да се нагрява много бързо. А внезапните са много по-лоши от бавните.

Неотдавнашно проучване, публикувано в Journal of Geosciences, изяснява това. Неговите автори са използвали за първи път единадесет климатични модела, за да предскажат какво може да се случи, ако светът приложи слънчево геоинженерство, за да компенсира еднопроцентното увеличение на глобалните емисии на въглероден диоксид годишно. Добрата новина е, че моделът може да стабилизира глобалните температури, но изглежда, че ако геоинженерството спре, след като това бъде постигнато, ще има катастрофални температурни скокове.

Експертите също се опасяват, че най-популярният геоинженерен проект - изпомпване на серен диоксид в атмосферата - може да застраши някои региони. Привържениците на подобни действия се противопоставят. Проучване, публикувано в списание Nature Climate Change през март 2019 г., уверява, че негативните ефекти от подобни проекти ще бъдат много ограничени. Съавтор на изследването проф. Дейвид Кийт от Харвард, специалист по инженерство и обществена политика, казва, че учените не трябва само да се докосват до геоинженерството, особено слънчевото.

- - Той каза. -

Статията на Кийт вече беше критикувана от онези, които се опасяват, че учените надценяват съществуващите технологии и че техният оптимизъм относно геоинженерните методи може да обезкуражи обществото да полага усилия за намаляване на емисиите на парникови газове.

Има много проучвания, които показват колко разочароващо може да бъде приложението на геоинженерството. През 1991 г. 20 мегатона серен диоксид са изпуснати във високата атмосфера и цялата планета е покрита със слой сулфат, отразяващ голямо количество видима светлина. Земята се е охладила с около половин градус по Целзий. Но след няколко години сулфатите изпаднаха от атмосферата и изменението на климата се върна към стария си, тревожен модел.

Интересното е, че в приглушения, по-хладен свят след Пинатубо, растенията изглежда се справяха добре. Особено горите. Едно проучване показа, че в слънчеви дни през 1992 г. фотосинтезата в гора в Масачузетс се е увеличила с 23% в сравнение с преди изригването. Това потвърди хипотезата, че геоинженерството не застрашава селското стопанство. По-подробни проучвания обаче показаха, че след изригването на вулкана световните реколти от царевица са паднали с 9,3%, а пшеница, соя и ориз с 4,8%.

И това трябва да охлади привържениците на глобалното охлаждане на земното кълбо.