Що таке геоінженерія?
Традиційно геоінженерія включає в себе дві дуже різні речі: як
З першим методом, відомим як «видаленнявуглецю» або «технології з негативними викидами» вчені зараз здебільшого згодні. Таку техніку доведеться застосовувати, щоб уникнути небезпечних рівнів потепління планети. Більшість дослідників навіть не відносить такий метод до геоінженерією. На відміну від другого, більш спірного методу, відомого яксонячний Геоінжинірінг.
Це загальний термін, який включає такіідеї, як встановлення сонцезахисних екранів в космосі або розсіювання мікроскопічних частинок у повітрі різними способами, щоб зробити прибережні хмари більш відбивними, розсіювати утримують тепло пір'ясті хмари або розсіювати сонячне світло в стратосфері.
Саме слово «геоінженерія» має на увазітехнологію планетарного масштабу Але деякі дослідники розглядали можливість проведення подібних експериментів і технологій локалізованими способами, досліджуючи різні методи, які могли б захистити коралові рифи, ліси і крижані щити.
Звідки прийшла ідея геоінженерії?
Взагалі, це не найновіша ідея.У 1965 році науковий консультативний комітет президента Ліндона Джонсона попередив, що, можливо, буде потрібно збільшити відбивну здатність Землі, щоб компенсувати зростання викидів парникових газів. Показово, що в цьому першому в історії президентському доповіді про загрозу зміни клімату ідея скорочення викидів здавалася не вартою згадки, як зазначає автор Джефф Гуделл в своїй книзі «Як охолодити планету».
Але найвідоміша форма сонячної геоінженеріївключає розпорошення часток в стратосферу. Іноді її називають «стратосферної ін'єкцією» або «розсіюванням стратосферного аерозолю». Частково тому, що природа вже сама продемонструвала, що це можливо.
Найвідомішим прикладом природного сонячноїгеоінженерії було виверження вулкана Пінатубо в Філіппінах влітку 1991 року. Тоді в атмосферу було викинуто близько 20 млн тонн діоксиду сірки. Відбиваючи сонячне світло назад в космос, частки в стратосфері допомогли знизити глобальну температуру приблизно на 0,5 ° C протягом наступних двох років.
І, хоча вчені не мають точних даних, величезнівиверження вулканів у минулому мали аналогічні наслідки. Відомо, що за вибухом гори Тамбора в Індонезії в 1815 році був «Рік без літа» в 1816 році, похмурий період, який, можливо, допоміг надихнути людей на створення двох найвідоміших і темніших істот у літературі — вампірів і чудовиська Франкенштейна.
Радянського кліматолога Михайла Будико зазвичайвважають першим, хто припустив, що ми можемо протидіяти зміні клімату, імітуючи це вулканічне явище. Він підняв питання про можливість спалювання сірки в стратосфері в своїй публікації в 1974 році.
У наступні десятиліття ця концепція час від часучасу з'являлася у дослідницьких статтях та на наукових конференціях. Однак вона не привертала особливої уваги до кінця літа 2006 року, коли Пауль Крутцен, лауреат Нобелівської премії з хімії атмосфери, закликав до проведення геоінженерних досліджень у своїй статті в журналі Climatic Change. Це стало широко обговорюваною подією, оскільки Крутцен отримав Нобелівську премію за дослідження небезпек озонової діри, що росте, а одним з відомих ефектів діоксиду сірки є руйнування озону.
Іншими словами, він вважав, що зміна клімату являє собою таку загрозу, що варто «вивчити ліки», які він вважав «отрутою».
Які побічні ефекти геоінженерних стратегій?
Вчені запропонували всілякі рішення для боротьби зі зміною клімату, в тому числі ряд спірних геоінженерних стратегій.
Серед багатьох можна виділити кілька.
-
залісення</ P>
суть методу: Він дозволить зрошувати пустелі, наприклад, в Австралії і Північній Африці, щоб посадити мільйони дерев, які можуть поглинати вуглекислий газ.
недолік: ця рослинність також буде притягувати додаткове сонячне світло.
- Штучний апвелінг океану
суть методу: Інженери будуть використовувати довгі труби для перекачування холодної, багатою поживними речовинами води вгору для охолодження поверхневих вод океану.
недолік: Якщо цей процес будь-коли зупиниться, це може привести до зміни балансу тепла в океанах і швидкій зміні клімату.
- подщелачивание океану
суть методу: Процес включає в себе скидання вапна в океан, щоб хімічно збільшити поглинання вуглекислого газу.
недолік: Дослідження показують, що від нього мало користі для зниження глобальної температури.
- Добриво океанів залізом
суть методу: Він включає в себе скидання заліза в океани для поліпшення росту фотосинтезирующих організмів, здатних поглинати вуглекислий газ.
недолік: Дослідження показують, що від нього мало користі для зниження глобальної температури.
- Управління сонячним випромінюванням
суть методу: Це зменшить кількість сонячного світла, одержуваного Землею, за рахунок викиду в атмосферу відображають аерозолів на основі сульфатів.
недолік: вуглекислий газ все одно накопичуватиметься в атмосфері.
Геоінженерія вирішить проблему використання викопних видів палива?
Ні, хоча ідея, що це можливо, безумовноє причиною зацікавленості деяких керівників енергетичних компаній щодо геоінженерії. Але навіть якщо це спрацює, це дасть, у кращому разі, тимчасовий перепочинок у нерівній боротьбі зі зміною клімату.
Крім того, такий метод мало чим допомагає впитанні усунення інших кліматичних небезпек. Наприклад, коли мова йде про закислення океану або величезного збитку навколишньому середовищу від видобутку і спалювання викопних видів палива. Поширення геоінженерії може і погіршити інші порушення в кліматичній системі. Тому це не може повністю вирішити проблему постійно зростаючих викидів.
Як досліджується геоінженерія?
За роки, що минули після публікації статтіКрутцен, все більше дослідників вивчали геоінженерію, в основному використовуючи комп'ютерне моделювання або невеликі лабораторні експерименти, щоб з'ясувати, чи дійсно це буде працювати, як це можна зробити, які види частинок можна використовувати і які побічні ефекти для навколишнього середовища це може виробляти.
Комп'ютерне моделювання послідовнопоказує, що це призведе до зниження глобальної температури, підвищення рівня моря і деяким іншим кліматичних впливів. Але деякі дослідження показали, що високі дози певних частинок можуть також зашкодити захисний озоновий шар, змінити глобальну структуру опадів і знизити зростання сільськогосподарських культур в певних областях.
Інші дослідники виявили, що ці ризики можна зменшити, якщо не усунути, за рахунок використання інших частинок, крім діоксиду сірки, і обмеження масштабів геоінженерії.
Наприклад, хіміки з Гарварду вважають, щоце може бути карбонат кальцію - крейда, вапняк, мармур і черепашки. Це може бути менш шкідливим для озону і не становить великої небезпеки для здоров'я. Дослідницька група Keutsch вивчає, як ця речовина впливає на хлор та оксиди азоту, які також існують у стратосфері — в основному через антропогенні викиди — і прискорюють руйнування озону. Вчені вважають, що карбонат кальцію може допомогти зменшити рівень цих газів.
І, тим не менш, керівник гарвардськоїГрупи з дослідження охолоджуючих планету аерозолів, професор Франк Койч, прагне прояснити, що, навіть якщо вони зможуть «усунути всі невизначеності проекту геоінженерії» і буде успішним, це не буде азначати, що проблема буде.
Причина очевидна, сказав Койчи.
«Це не вирішує причину», - сказав він.«Отже, коли ми робимо все це і продовжуємо виділяти CO2, нам доведеться поміщати все більше і більше частинок в атмосферу, і в якийсь момент це просто стане божевільним сценарієм, вірно?»
Зрештою, єдине стійкий і вірнерішення для людей це змінити своє ставлення і поведінку. «У будь-якому випадку ми повинні зменшити кількість" ремісій "клімату", - заявив він. «Думаю, тут немає питань. І це основа, відправна точка: ми повинні скорочувати викиди ».
Але ніхто не стане стверджувати, що ми прийшли доостаточної відповіді на більшість цих питань. Дослідники вважають, що нам потрібно проробити набагато більше роботи по моделюванню, щоб вивчити ці проблеми більш детально. Крім того, очевидно, що моделювання може розповісти нам не так багато, тому деякі пропонують невеликі експерименти на відкритому повітрі.
Хто-небудь проводив реальні геоінженерні експерименти?
- У 2009 році російські вчені провели, яквважається, перший відкритий геоінженерних експеримент. Вони встановили генератори аерозолів на вертоліт і автомобіль і розпилювали частки висотою до 200 метрів. У статті, опублікованій в російському журналі «Метеорологія і гідрологія», вчені заявили, що експеримент зменшив кількість сонячного світла, що досягає поверхні. Однак варто зазначити, що Юрій Ізраель, відомий кліматичний скептик був провідним автором дослідження, а також редактором журналу.
- Одна з перших спроб проведення експерименту,який заздалегідь відкрито рекламувався як пов'язаний з геоінженерія, відомий як проект SPICE, в кінцевому підсумку була відхилена. Ідея полягала в тому, щоб закачати частки по трубі на повітряну кулю, який розвіє їх в стратосфері. Але ця пропозиція викликала бурхливу громадську реакцію, особливо після того, як з'ясувалося, що деякі дослідники вже подали заявки на патенти на цю технологію.
- Вчені Гарварду (група Койчи) запропонувалиНаступного та самий формальний геоінженерних експеримент на сьогоднішній день. Вони сподіваються запустити повітряну кулю, оснащений пропелерами і датчиками, який розпорошить крихітне кількість карбонату кальцію в стратосфері. Потім літак пролетів би через шлейф і спробував би виміряти такі показники, як ступінь розсіювання частинок, їх взаємодія з іншими газами і ступінь їх відображення. Команда вже зібрала кошти, створила консультативний комітет, уклала контракт з компанією, що виробляє повітряні кулі, і почала розробку необхідного обладнання.
- Тим часом, дослідники з Вашингтонськогоуніверситету у співпраці з Дослідницьким центром Xerox в Пало-Альто і іншими групами запропонували невеликі експерименти в рамках більш великої дослідницької програми, щоб дізнатися більше про потенціал «освітлення морських хмар». Ідея, вперше висловлена британським фізиком Джоном Летем в 1990 році, полягає в тому, що розпорошення крихітних часток солі з морської води на низько розташовані хмари над морем може утворювати додаткові краплі, збільшуючи площу поверхні - і, отже, відображає здатність - хмар. В даний час команда збирає кошти для розробки «інструменту дослідження фізики хмар» і тестування його шляхом розпилення невеликої кількості туману морської солі десь біля тихоокеанського узбережжя США.
- За даними Nature, також були зробленідеякі ранні спроби в інших областях геоінженерії, включаючи більше десятка так званих експериментів з удобрення заліза у відкритому океані. Ідея полягає в тому, що скидання заліза в воду стимулюватиме зростання фітопланктону, який буде витягувати вуглекислий газ з повітря. Але вчені задаються питанням, наскільки добре він працює і які побічні ефекти такий метод може мати для екосистеми океану. Групи екологів і інші організації також критикували перші спроби в цій області, стверджуючи, що вони були реалізовані без належного дозволу чи наукового контролю.
Хто-небудь насправді займається геоінженерія?
Дослідники підкреслюють, що ці експериментине є справжньою геоінженерія: кількість задіяного матеріалу занадто мало, щоб змінити глобальну температуру. Насправді сьогодні ніхто не займається геоінженерія планетарного масштабу, незважаючи на різні теорії змови на цей рахунок.
Звичайно, спалювання величезної кількостівикопного палива - це форма геоінженерії, проте вона ненавмисна, дурна і небезпечна. Крім того, забруднення сіркою вугільних заводів і судів, ймовірно, призвело до зниження глобальної температури. І, так, нові правила ООН, що вимагають, щоб суду викидали менше сірки, насправді можуть трохи підвищити температуру.
Також існує довга та багата історіяспроб США і Китаю засіяти хмари частинками, щоб збільшити кількість снігу або опадів. Але результати дуже неоднозначні, і зміна місцевої погоди — це далеко від спроби змінити всю кліматичну систему.
Скільки геоінженерія викликає суперечок?
Дуже багато. У наукових співтовариств є реальні побоювання з приводу проведення, дослідження або навіть обговорення геоінженерії.
Критики стверджують, що відкрита розмова проможливості технологічного «рішення» зміни клімату послабить тиск, спрямований на усунення основної причини проблеми: зростання викидів парникових газів. Деякі вважають, що експерименти на відкритому повітрі - це слизька доріжка. Це може створити стимули для проведення ще більш масштабних експериментів, а тим часом колективне рішення на рахунок безпеки геоінженерії ще не прийнято.
Технологія, що не знає національних кордонів, такожставить складні, якщо не нездоланні, геополітичні питання. Хто повинен вирішити, і хто може мати право голосу, чи варто продовжувати роботу з вивчення геоінженерії? Як вибрати єдину глобальну середню температуру, до якої потрібно прагнути, адже вона буде впливати на різні країни по-різному? І, якщо людство не зможе прийти до єдиної думки, чи може така глобальна робота з безліччю питань і змінних спровокувати конфлікти і навіть війни?
Деякі стверджують, що возитися з такоюскладною системою, як клімат, - не піклування людини. Або що просто нерозумно протидіяти одному забруднювачі іншим, або намагатися виправити технократичний провал технократичним рішенням.
Чому ці ідеї взагалі обговорюються?
Мало хто з серйозних вчених назвав би себе прихильниками геоінженерії.
Вивчають її наукові співробітники, сповідуютьамбівалентність і відкрито визнають, що це не найкраще рішення проблеми зміни клімату. Але вони також стурбовані тим, що суспільство ігнорує небезпечні рівні потепління і екстремальних погодних умов, продовжуючи будувати електростанції, автомобілі та міста, які будуть виробляти парникові гази десятиліття. Таким чином, все більше число вчених говорять, що було б просто безвідповідальним не досліджувати те, що потенційно могло б врятувати багато-багато життів, а також види та екосистеми. Але за умови, що робота по скороченню викидів не буде забутий.
Прихильники геоінженерії усвідомлюють небезпеку, алезадаються питанням - в порівнянні з чим? Геоінженерія більш небезпечна, ніж голод, повені, пожежі, вимирання і міграція, викликані зміною клімату - явища, з якими ми вже стикаємося? У міру посилення цих ефектів громадськість і політики можуть подумати, що возитися з атмосферою всієї планети - це ризик, на який варто піти.
Зростаючі аргументи на користь геоінженерії
Без будь-яких рішучих дій змінаклімату може щорічно до середини цього століття вбивати близько півмільйона людей через голод, повеней, теплового стресу і людських конфліктів. Запобігання підвищення температури на 2 ° C вище доіндустріального рівня, довгий час вважалося небезпечною зоною, яку слід уникати будь-яку ціну, тепер здається практично неможливим. За даними Міжурядової групи експертів ООН зі зміни клімату, це означало б скорочення викидів парникових газів на цілих 70 відсотків до 2050 року. Це цілком може зажадати розробки технологій, які могли б висмоктувати мільярди тонн вуглекислого газу з атмосфери.
Згідно з дослідженням Лондонського комітету ззміни клімату, різниця в один або навіть два градуси - це ще чверть мільярда людей без надійного доступу до води, ще понад сто мільйонів чоловік схильні до повеней і значного зниження врожайності в усьому світі.
Читати також
На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю
Знайдено 24 планети більш придатних для життя, ніж Земля
Льодовик «Судного дня» виявився небезпечніше, ніж думали вчені. розповідаємо головне