Солярна геоінженерія: як змінити клімат за допомогою дзеркал в космосі і штучного виверження вулканів

Насправді прогрес є, але його, здається, недостатньо: зараз більшість учених сходяться на тому,

зміна клімату реальна та швидко відбувається.За останнє століття температура поверхні Землі підвищилася майже на 1°C і, згідно з прогнозом МГЕЗК (Міжурядової групи експертів зі зміни клімату — «Хайтек»), до 2100 року вона підвищиться ще на 0,3–1,7°C (при значному скороченні викидів) або 2,6–4,8°C (при зростанні викидів). Найгірша новина: Земля не під загрозою. Планета продовжуватиме існувати незалежно від того, що ми з нею робимо. Під загрозою знаходиться все життя, яке точно поки що не адаптоване до іншого клімату.

Саме тому деякі вчені говорять пронеобхідності більш рішучих дій, щоб зупинити планетарну катастрофу. Серед них - геоінженерія. Все більше дослідників говорять про те, що потрібно «відредагувати» температуру на Землі.


Танення льодовиків Антарктики уповільнює процесглобальне потепління. Внаслідок їх зникнення критичне підвищення температури атмосфери Землі на 2°C відбудеться не 2053-го, як вважалося раніше, а 2065 року.

Геоінженерія або «інженерія Землі» - моднийтермін для позначення великомасштабних втручань в роботу планети з метою уповільнити або взагалі обернути назад наслідки змін клімату. Теоретично термін «геоінженерія» можна використовувати для опису будь-якої великомасштабної схеми вирішення проблеми. Наприклад, якщо мільйони людей посадять по дереву - це знизить кількість вуглекислого газу - це теж можна назвати геоінженерія. Якби все перейшли на використання переробленого паперу одночасно, це можна було б назвати геоінженерія, так як ми скоротимо кількість вирубуються дерев. Сюди ж вписується масове будівництво вітряків.

Але найчастіше маються на увазі незвичайні проекти,які намагаються відновити рівновагу клімату Землі шляхом прямого, широкомасштабного антропогенного впливу на сушу, океани або атмосферу планети. Одне з головних напрямків роботи вчених - спроба охолодити планету зменшивши кількість надходить сонячної енергії. На англійській мові це називається Solar radiation management (SRM).

Зниження сонячної радіації

Якщо проблема в тому, що планета отримує занадтобагато сонячного випромінювання, чи можна розв'язати цю проблему, заблокувавши частина світла, як це роблять фермери - покриваючи теплиці шторами або білилами? Вчені вважають, що так, і намагаються позбавити нас від «зайвих» променів абсолютно різними способами.

Один з них них базується на тому, що великівиверження вулканів призводять не тільки до нових ефектним фотографій в банках файлів, але і зменшення прозорості атмосфери навколо. Руйнування знижують сонячне випромінювання, викидаючи діоксид сірки. Потрапивши в атмосферу, він реагує з водяною парою, утворюючи краплі сірчаної кислоти, хмари з якої розсіюють сонячне світло назад.

Чи можуть люди боротися зі зміною клімату,намагаючись штучно зробити щось подібне? Для цього не потрібно проектувати вулкан - досить «закачати» діоксид сірки в атмосферу. Одним з перших це запропонував зробити радянський кліматолог Михайло Будико. Американський дослідник Землі і океанограф Уоллес Брокер взявся за цю ідею в 1980-х роках, коли запропонував найняти флот з 700 реактивних літаків Jumbo Jets для викиду в атмосферу приблизно такої ж кількості діоксиду сірки в рік, як під час вибуху на горі Пінатубо.

Це може коштувати десятки мільярдів доларів. Кен Калдейра з відділу глобальної екології Інституту Карнегі Стенфордського університету перерахував цифри і запропонував додати досить сірки в атмосферу «за допомогою одного пожежного шланга, підвішеного до повітряних куль», за відносно скромні витрати в розмірі $ 100 млн на рік. Але він вказує, що ризик виникнення інших проблем, таких як масивне забруднення повітря або руйнування озонового шару - великий.


Виверження вулканів можуть призупинити зростання температури Землі за рахунок викидів діоксиду сірки в атмосферу.

При цьому з іншого боку є дослідження,які говорять про те, що метод може бути безпечним. Однак навіть при цьому розгортати місію поки занадто рано, відзначають вчені - методику потрібно вивчити детальніше. «Ми не можемо зараз сказати, чи варто, якщо глобальне потепління продовжиться, приймати рішення про початок розпилення речовини в стратосферу», - зазначив Алан боязкий, професор геофізики і дослідник Ратгерського університету в Нью-Джерсі. «Ми повинні відповісти на це питання, але у нас занадто мало даних». При цьому практичні дослідження цього методу вже проводяться - вчені з Гарварду в першій половині 2019 року запустять керований повітряна куля на 20 кілометрів над південним заходом США. Вони розпиляють невелика кількість карбонату кальцію порціями по 100 грамів і спостерігатимуть, як вони розсіються і будуть впливати в атмосферою.

Карбонат кальцію відрізняється від двоокису сірки,виділяється вулканом Пинатубо. Як зазначає Йозеф Толлефсон, один з членів команди, виверження також прискорило б виснаження озонового шару. Дослідники ж сподіваються, що карбонат кальцію буде надавати менший вплив на озон. Але оскільки він не існує в стратосфері природним чином, ефект карбонату кальцію важче відстежити без проведення експерименту.

Дзеркала в космосі

Припустимо, що речовини можуть бути небезпечними дляатмосфери планети, але вчені можуть обійтися і без них - чому б не побудувати дзеркало, яке буде відображати сонячні промені? При цьому навіть попередні підрахунки фантастичні - для зміни температури на Землі знадобиться дзеркало, розміром з Гренландії (є варіанти, при яких будуть використовувати кілька дзеркал поменше). Здавалося б - безумство, але в 2001 році цей варіант запропонували уряду США і вони продовжують розглядати його як один із способів підтримувати нормальну температуру на Землі.

Роджер Ангел з Університету Арізони запропонуваввикористовувати близько трильйона ультратонких дзеркал товщиною близько 60 см для створення штучного космічного хмари, ширина якого приблизно в два рази перевищує ширину Землі. Груба калькуляція витрат передбачає, що план буде занадто дорогим - від сотень мільярдів до сотень трильйонів доларів. З іншого боку - якщо людство дійсно опиниться під загрозою - навряд чи хтось стане рахувати кількість нулів у цій цифрі.

посів хмар

Хмари природним чином відбивають сонячнесвітло назад в космос, так чому б просто не спробувати збільшити хмарний покрив Землі? З 1940-х років, через кілька десятиліть після винаходу літака, було зроблено безліч спроб створити так звані «хмарні» експерименти.

врізка

Їх, наприклад, можна модифікувати - розпорошити ватмосфері морську воду і підвищити відбивну здатність хмар. Або додаткові конденсаційні ядра, створювані розпиленням, змінять розподіл розмірів крапель в хмарах, зробивши їх більш білими. При цьому цей метод, згідно з розрахунками вчених, зможе утримувати нормальну температуру на Землі, навіть якщо кількість CO2 подвоїться.

Холодний дах і світловідбиваючі пластини

Законодавство деяких країн - наприклад, США,заохочує фарбування покрівельних матеріалів в білий або блідий колір для відображення сонячного випромінювання, проте в звіті Королівського товариства за 2009 рік йдеться, що цей метод покриє тільки 1% Землі і буде неефективний. В розділ «нереалістично» занесли ще кілька проектів: розташувати на великих територіях - наприклад, пустелі Сахара, листи, які відображають промені, але їх ефект буде занадто локалізовано і не допоможе обернути танення льодовиків, або садити більше дерев або культур, які більше відбивають сонячне світло.

критика

Як уклало Королівське суспільство в своємудоповіді за 2009 рік: «Методи геоінженерії не замінюють пом'якшення наслідків зміни клімату та повинні розглядатися тільки як частина ширшого пакета варіантів вирішення проблеми» - простіше кажучи, експерти вважають, що геоінженерія, швидше за все, не зможе нам допомогти.

Є й ті, хто налаштований більш радикально -експерти німецького дослідницького центру Climate Analytics закликали до глобального заборони сонячної геоінженерії. На думку вчених, клімат Землі може серйозно постраждати від охолодження атмосфери, а увага, яка приділяється цьому методу, відволікає увагу людства.

Як стверджують експерти Climate Analytics, SRMможе замаскувати більш важливі проблеми, які потрібно вирішувати - зниження викидів вуглецю, перехід від викопних видів палива до поновлюваних. Дослідники побоюються, що навіть якщо методи, які описані вище - спрацюють, то ми ефектно замінимо одну проблему інший. На їхню думку, багатьох заспокоює думка, що геоінженерія злегка «підправить» клімат Землі і позбавить світ від катастрофи відносно швидко, недорого і безболісно і рішуче спростовують таку тезу.

Практично всі учасники процесу впевнені, щодля того, щоб зрозуміти наскільки реалістичні ці плани - потрібні подальші дослідження. У доповіді Національної дослідницької ради за 2015 рік, присвяченому різним технологіям блокування сонячного світла зроблено висновок про те, що вони «не зажадають великих технологічних інновацій», але не «можуть усунути шкоду Землі в результаті зміни клімату». У будь-якому випадку - скорочувати викиди потрібно, переходити на зелену енергетику теж, інакше їх обіцянки будуть виглядати «нераціональними і безвідповідальними», підсумовують вони.