Kas ir ģeoinženierija?
Tradicionāli ģeoinženierija ietver divas ļoti dažādas lietas: kā
Ar pirmo metodi, kas pazīstama kā "noņemšana"oglekļa" vai "negatīvo emisiju tehnoloģiju" zinātnieki tagad lielā mērā piekrīt. Šādas metodes būs jāizmanto, lai izvairītos no bīstamiem planētu sasilšanas līmeņiem. Lielākā daļa pētnieku vairs pat neklasificē šo metodi kā ģeoinženieriju. Atšķirībā no otrās, pretrunīgākās metodes, kas pazīstama kāSaules ģeoinženierija.
Šis ir vispārīgs termins, kas ietver tādusidejas, piemēram, saules aizsargkrēmu uzstādīšana kosmosā vai mikroskopisku daļiņu izkliedēšana gaisā dažādos veidos, lai padarītu piekrastes mākoņus atstarojošākus, izkliedētu karstumu aizturošus spalvu mākoņus vai izkliedētu saules gaismu stratosfērā.
Pats vārds "ģeoinženierija" nozīmētehnoloģija planētas mērogā. Bet daži pētnieki ir apsvēruši iespēju veikt līdzīgus eksperimentus un tehnoloģijas lokalizētā veidā, izpētot dažādas metodes, kas varētu aizsargāt koraļļu rifus, mežus un ledus loksnes.
No kurienes radās ideja par ģeoinženieriju?
Kopumā tā nav jaunākā ideja.1965. gadā prezidenta Lindona Džonsona zinātniskā padomdevēja komiteja brīdināja, ka, iespējams, būs jāpalielina Zemes atstarošanas spēja, lai kompensētu siltumnīcefekta gāzu emisiju pieaugumu. Zīmīgi, ka šajā prezidenta pirmajā ziņojumā par klimata pārmaiņu draudiem ideja par emisiju samazināšanu nešķita pieminēšanas vērta, kā autors Džefs Gudels atzīmē savā grāmatā How to Cool the Planet.
Bet visslavenākais saules ģeoinženierijas veidsietver daļiņu izsmidzināšanu stratosfērā. Dažreiz to sauc par "stratosfēras injekciju" vai "stratosfēras aerosola izkliedi". Daļēji tāpēc, ka daba jau ir pierādījusi, ka tas ir iespējams.
Slavenākais dabiskās saules piemērsĢeoinženierija bija Pinatubo kalna izvirdums Filipīnās 1991. gada vasarā. Tad atmosfērā tika izlaisti apmēram 20 miljoni tonnu sēra dioksīda. Atstarojot saules gaismu kosmosā, stratosfērā esošās daļiņas nākamajos divos gados palīdzēja samazināt globālo temperatūru par aptuveni 0,5 ° C.
Un, lai gan zinātniekiem nav precīzu datu, milzīgsVulkānu izvirdumiem tālā pagātnē bija līdzīgas sekas. Ir zināms, ka Tamboras kalna sprādzienam Indonēzijā 1815. gadā sekoja "Gads bez vasaras" 1816. gadā, tumšais periods, kas, iespējams, ir palīdzējis radīt divas slavenākās un tumšākās literatūras radības - vampīrus un Frankenšteina briesmonis.
Padomju Savienības klimatologs Mihails Budiko parastiuzskatīja par pirmo, kas ierosina, ka mēs varam pretoties klimata pārmaiņām, simulējot šo vulkānisko parādību. Jautājumu par sēra dedzināšanas iespēju stratosfērā viņš izvirzīja savā 1974. gada publikācijā.
Turpmākajās desmitgadēs šī koncepcija laiku pa laikam bijalaika gaitā ir parādījies pētnieciskos rakstos un zinātniskās konferencēs. Tomēr tas nesaņēma lielu uzmanību līdz 2006. gada vasaras beigām, kad Nobela prēmijas atmosfēras ķīmijā laureāts Pols Krucens rakstā žurnālā Climatic Change aicināja veikt ģeoinženierijas pētījumus. Tas kļuva par plaši apspriestu notikumu, jo Crutzen saņēma Nobela prēmiju par pētījumiem par augošā ozona cauruma radītajām briesmām, un viena no zināmajām sēra dioksīda sekām ir ozona noārdīšanās.
Citiem vārdiem sakot, viņš uzskatīja, ka klimata pārmaiņas ir tāds drauds, ka ir vērts "izpētīt zāles" pret to, ko viņš uzskatīja par "inde".
Kādas ir ģeoinženierijas stratēģiju blakusparādības?
Zinātnieki ir izstrādājuši visdažādākos risinājumus cīņai pret klimata pārmaiņām, tostarp vairākas pretrunīgi vērtētas ģeoinženierijas stratēģijas.
Starp daudzajiem var atšķirt vairākus.
-
Apmežošana</ p>
Metodes būtība: tas ļaus apūdeņot tuksnešus, piemēram, Austrālijā un Ziemeļāfrikā, lai iestādītu miljoniem koku, kas spēj absorbēt oglekļa dioksīdu.
Trūkums: Šī veģetācija piesaistīs arī papildu saules gaismu.
- Mākslīgais okeāna augšupceļš
Metodes būtība: Inženieri izmantos garas caurules, lai sūknētu aukstu, ar barības vielām bagātu ūdeni uz augšu, lai atdzesētu okeāna virszemes ūdeņus.
Trūkums: Ja šis process kādreiz apstāsies, tas varētu izraisīt siltuma bilances maiņu okeānos un straujas klimata izmaiņas.
- Sārmaina okeānu
Metodes būtība: Process ietver kaļķu izgāšanu okeānā, lai ķīmiski palielinātu oglekļa dioksīda absorbciju.
Trūkums: Pētījumi rāda, ka tas ir maz noderīgs, lai samazinātu globālo temperatūru.
- Mēslošana okeānos ar dzelzi
Metodes būtība: Tas ietver dzelzs izgāšanu okeānos, lai uzlabotu fotosintētisko organismu augšanu, kas var absorbēt oglekļa dioksīdu.
Trūkums: Pētījumi rāda, ka tas ir maz noderīgs, lai samazinātu globālo temperatūru.
- Saules kontrole
Metodes būtība: Tas samazinās saules gaismas daudzumu, ko Zeme saņem, atstarojot atmosfērā atstarojošus sulfātu bāzes aerosolus.
Trūkums: Oglekļa dioksīds joprojām uzkrāsies atmosfērā.
Ģeoinženierija atrisinās fosilā kurināmā izmantošanu?
Nē, lai gan doma, ka tas ir iespējams, noteikti irTas ir iemesls, kāpēc daži enerģijas uzņēmumu vadītāji ir ieinteresēti ģeoinženierijā. Taču, pat ja tas darbosies, labākajā gadījumā tas nodrošinās īslaicīgu atelpu nevienmērīgajā cīņā pret klimata pārmaiņām.
Turklāt šī metode daudz nepalīdzcitu klimatisko apdraudējumu novēršana. Piemēram, kad runa ir par okeānu paskābināšanu vai milzīgu kaitējumu videi, ko rada fosilā kurināmā ieguve un sadedzināšana. Ģeoinženierijas izplatīšanās var pasliktināt citus klimata sistēmas traucējumus. Tāpēc tas nevar pilnībā atrisināt arvien pieaugošo emisiju problēmu.
Kā tiek pētīta ģeoinženierija?
Gadu gaitā kopš raksta publicēšanasCrutzen, arvien vairāk pētnieku ir pētījuši ģeoinženieriju, galvenokārt izmantojot datorsimulācijas vai nelielus laboratorijas eksperimentus, lai uzzinātu, vai tas patiešām darbojas, kā to var izdarīt, kādas daļiņas var izmantot un kādas vides blakusparādības tas var radīt.
Datorsimulācija secīgirāda, ka tas novedīs pie globālās temperatūras pazemināšanās, jūras līmeņa paaugstināšanās un dažām citām klimatiskām sekām. Bet daži pētījumi ir parādījuši, ka lielas noteiktu daļiņu devas var arī sabojāt aizsargājošo ozona slāni, mainīt globālo nokrišņu modeli un samazināt ražas pieaugumu noteiktos apgabalos.
Citi pētnieki ir atklājuši, ka šos riskus var samazināt, ja ne novērst, izmantojot citas daļiņas, nevis sēra dioksīdu, un ierobežojot ģeoinženierijas darbības jomu.
Piemēram, ķīmiķi no Hārvardas tā uzskatatas var būt kalcija karbonāts - krīts, kaļķakmens, marmors un čaumalas. Tas var būt mazāk kaitīgs ozonam un nerada lielu apdraudējumu veselībai. Keuča pētnieku grupa pēta, kā šī viela ietekmē hlora un slāpekļa oksīdus, kas arī pastāv stratosfērā – galvenokārt cilvēka radīto emisiju dēļ – un paātrina ozona slāņa noārdīšanos. Zinātnieki uzskata, ka kalcija karbonāts var palīdzēt samazināt šo gāzu līmeni.
Un, neskatoties uz to, Hārvardas vadītājsPlanētu dzesēšanas aerosola izpētes grupa profesors Frenks Keutschs vēlas paskaidrot, ka pat tad, ja viņi var "novērst visas ģeoinženierijas projekta neskaidrības" un tas ir veiksmīgs, tas nenozīmē, ka klimata pārmaiņas tiks atrisinātas.
Iemesls ir acīmredzams, sacīja Koihs.
"Tas neatrisina iemeslu," viņš teica."Tātad, to visu darot un turpinot izdalīt CO2, mums atmosfērā jāieliek arvien vairāk daļiņu, un kādā brīdī tas vienkārši kļūst par traku scenāriju, vai ne?"
Galu galā vienīgais stabils un patiessrisinājums cilvēkiem ir mainīt attieksmi un uzvedību. "Jebkurā gadījumā mums jāsamazina klimata" remisiju "skaits," viņš teica. "Es domāju, ka šeit nav jautājumu. Un tas ir pamats, sākuma punkts: mums jāsamazina emisijas. "
Bet neviens neapgalvos, ka esam nonākušigalīgā atbilde uz lielāko daļu no šiem jautājumiem. Pētnieki uzskata, ka mums jāpaveic daudz vairāk modelēšanas, lai sīkāk izpētītu šos jautājumus. Turklāt ir skaidrs, ka simulācija mums neko daudz nevar pateikt, tāpēc daži iesaka veikt nelielus āra eksperimentus.
Vai kāds ir veicis reālus ģeoinženierijas eksperimentus?
- 2009. gadā krievu zinātnieki vadīja abusuzskatīts par pirmo atklāto ģeoinženierijas eksperimentu. Viņi uz helikoptera un automašīnas uzstādīja aerosola ģeneratorus un izsmidzināja daļiņas līdz 200 metru augstumam. Krievijas žurnālā Meteorology and Hydrology publicētajā rakstā zinātnieki teica, ka eksperiments samazināja saules gaismas daudzumu, kas sasniedz virsmu. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka slavenais klimata skeptiķis Jurijs Izraels bija pētījuma galvenais autors, kā arī žurnāla redaktors.
- Viens no pirmajiem mēģinājumiem veikt eksperimentu,kas jau iepriekš tika atklāti reklamēta kā ģeoinženierija, kas pazīstams kā SPICE projekts, galu galā tika noraidīts. Ideja bija sūknēt daļiņas caur cauruli uz balona, kas tās izkliedētu stratosfērā. Bet priekšlikums izraisīja spēcīgu sabiedrības reakciju, it īpaši pēc tam, kad izrādījās, ka daži pētnieki jau ir pieteikušies tehnoloģiju patentus.
- Harvardas zinātnieki (Koich grupa) ieteicanākamais un formālākais līdz šim veiktais ģeoinženierijas eksperiments. Viņi cer izlaist balonu, kas aprīkots ar propelleriem un sensoriem, kas stratosfērā izsmidzinās nelielu daudzumu kalcija karbonāta. Pēc tam lidmašīna lidoja caur spalvu un mēģināja izmērīt tādas lietas kā, piemēram, cik daļiņas ir izkaisītas, kā tās mijiedarbojas ar citām gāzēm un cik daudz tās atspoguļojas. Komanda jau ir savākusi līdzekļus, izveidojusi padomdevēju komiteju, noslēgusi līgumus ar gaisa balonu uzņēmumu un sākusi izstrādāt nepieciešamo aprīkojumu.
- Tikmēr pētnieki no VašingtonasUniversitāte sadarbībā ar Xerox pētījumu centru Palo Alto un citām grupām ir ierosinājusi nelielus eksperimentus kā daļu no lielākas pētījumu programmas, lai uzzinātu vairāk par "jūras mākoņu spilgtuma" iespējām. Britu fiziķa Džona Lathama aizsāktā ideja 1990. gadā ir tāda, ka, izsmidzinot sāls sāls daļiņas no jūras ūdens uz zemu mākoņiem virs jūras, var rasties papildu pilieni, palielinot mākoņu virsmu - un līdz ar to arī atstarojamību. Komanda šobrīd vāc līdzekļus, lai izstrādātu "mākoņu fizikas izpētes rīku" un pārbaudītu to, izsmidzinot nelielu daudzumu jūras sāls miglas pie Klusā okeāna ASV krastiem.
- Pēc Dabas teiktā, ir bijuši arī mēģinājumidaži agrīni mēģinājumi citās ģeoinženierijas jomās, tostarp vairāk nekā divpadsmit tā dēvēto atklātā okeāna dzelzs apaugļošanas eksperimentu. Ideja ir tāda, ka dzelzs izdalīšanās ūdenī stimulēs fitoplanktona augšanu, kas izvilks oglekļa dioksīdu no gaisa. Bet zinātniekiem rodas jautājums, cik labi tas darbojas un kādas blakusparādības tam varētu būt okeāna ekosistēmai. Vides grupas un citas organizācijas arī kritizēja agrīnos mēģinājumus šajā jomā, apgalvojot, ka tie tika īstenoti bez pienācīgas atļaujas vai zinātniskas uzraudzības.
Vai kāds tiešām nodarbojas ar ģeoinženieriju?
Pētnieki uzsver, ka šie eksperimentinav īsta ģeoinženierija: iesaistītā materiāla daudzums ir pārāk mazs, lai mainītu globālo temperatūru. Patiesībā šodien neviens nenodarbojas ar ģeoinženieriju planētas mērogā, neskatoties uz dažādām sazvērestības teorijām par šo rādītāju.
Protams, milzīga daudzuma sadedzināšanaFosilie kurināmie ir ģeoinženierijas veids, bet netīši, stulbi un bīstami. Turklāt sēra piesārņojums no ogļu rūpnīcām un kuģiem, iespējams, ir novedis pie globālās temperatūras pazemināšanās. Jā, jaunie ANO noteikumi, kas prasa kuģiem izdalīt mazāk sēra, faktiski var nedaudz paaugstināt temperatūru.
Ir arī sena un bagāta vēstureASV un Ķīnas mēģinājumi iesēt mākoņus ar daļiņām, lai palielinātu sniega vai nokrišņu daudzumu. Taču rezultāti ir ļoti dažādi, un mainīgie vietējie laikapstākļi ir pārāk tālu no mēģinājuma mainīt visu klimata sistēmu.
Cik daudz strīdu rada ģeoinženierija?
Daudz. Zinātniskajai sabiedrībai ir reālas bažas par ģeoinženierijas vadīšanu, izpēti vai pat par to.
Kritiķi apgalvo, ka atklāta saruna parklimata pārmaiņu tehnoloģiskā „risinājuma” potenciāls atvieglos spiedienu uz problēmas pamatcēloņa - siltumnīcefekta gāzu emisijas pieauguma - novēršanu. Daži cilvēki domā, ka eksperimenti ārpus telpām ir slidena nogāze. Tas varētu radīt stimulus vēl lielākiem eksperimentiem, un tikmēr kolektīvs lēmums par ģeoinženierijas drošību vēl nav pieņemts.
Arī tehnoloģija, kurai nav valstu robežurada sarežģītus, ja ne pat nepārvaramus, ģeopolitiskus jautājumus. Kam jāizlemj un kam varētu būt teikšana, vai ir vērts turpināt studēt ģeoinženieriju? Kā izvēlēties vienu globālo vidējo temperatūru, pēc kuras tiekties, jo tā atšķirīgi ietekmēs dažādas valstis? Un, ja cilvēce nespēj panākt vienprātību, vai šāds globāls darbs ar daudziem jautājumiem un mainīgajiem lielumiem var izraisīt konfliktus un pat karus?
Daži apgalvo, ka sajaukt ar šosarežģīta sistēma, tāpat kā klimats, cilvēku neuztrauc. Vai arī tas ir vienkārši stulbi pretoties vienam piesārņotājam pret citu vai mēģinājums novērst tehnokrātisku neveiksmi ar tehnokrātisku risinājumu.
Kāpēc šīs idejas vispār tiek apspriestas?
Tikai daži nopietni zinātnieki sevi raksturotu kā ģeoinženierijas aizstāvjus.
Pētnieki, kas to studē, atzīstambivalenci un atklāti atzīst, ka tas nav labākais risinājums klimata pārmaiņu problēmai. Bet viņus satrauc arī tas, ka sabiedrība ignorē bīstamo sasilšanas līmeni un ārkārtējos laika apstākļus, turpinot būvēt spēkstacijas, automašīnas un pilsētas, kas gadu desmitiem radīs siltumnīcefekta gāzes. Tādējādi arvien vairāk zinātnieku saka, ka būtu vienkārši bezatbildīgi neizpētīt to, kas potenciāli varētu glābt daudzas, daudzas dzīvības, kā arī sugas un ekosistēmas. Bet ar nosacījumu, ka darbs pie emisiju samazināšanas netiek aizmirsts.
Ģeoinženierijas advokāti atzīst briesmas, betuzdodiet sev jautājumu - salīdzinājumā ar ko? Vai ģeoinženierija ir bīstamāka par badu, plūdiem, ugunsgrēkiem, izmiršanu un migrāciju, ko izraisa klimata pārmaiņas - parādības, ar kurām mēs jau saskaramies? Tā kā šīs sekas pasliktinās, sabiedrība un politikas veidotāji var domāt, ka visas planētas atmosfēras pielāgošana ir risks, kuru vērts uzņemties.
Pieaugošais gadījums ģeoinženierzinātnēs
Mainīties bez izšķirošas darbībasbada, plūdu, karstuma stresa un cilvēku konfliktu dēļ līdz šī gadsimta vidum klimats var katru gadu nogalināt aptuveni pusmiljonu cilvēku. Tagad šķiet gandrīz neiespējami novērst temperatūru līdz 2 ° C virs pirmsindustriālā laika perioda, kas jau sen tiek uzskatīta par bīstamu zonu, no kuras par katru cenu jāizvairās. Pēc ANO Starpvaldību klimata pārmaiņu ekspertu grupas domām, tas nozīmētu līdz 2050. gadam samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas par pat 70 procentiem. Tam var būt vajadzīgs tādu tehnoloģiju izstrāde, kas atmosfērā varētu izsūkt miljardiem tonnu oglekļa dioksīda.
Saskaņā ar Londonas komitejas pētījumu parklimata pārmaiņas, viena vai pat divu grādu starpība - tas ir vēl viens ceturtdaļmiljards cilvēku bez drošas piekļuves ūdenim, vairāk nekā simts miljoni cilvēku ir neaizsargāti pret plūdiem un ievērojamu ražas samazināšanos visā pasaulē.
Lasīt arī
Slimības 3. dienā lielākajai daļai COVID-19 pacientu zūd oža un bieži cieš no iesnas
Atrastas 24 planētas, kas ir piemērotākas dzīvībai nekā Zeme
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno