„Pasidaryk pats“ planetos mastu

Nuo miškų sodinimo žemyno mastu iki dirbtinio kritulių sukėlimo, mokslininkai pradėjo siūlyti, išbandyti ir kai kuriais atvejais įgyvendinti didelio masto geoinžinerijos projektus, kad radikaliai pakeistų planetą (1). Šie projektai skirti spręsti globalias problemas, tokias kaip dykumėjimas, sausra ar anglies dvideginio perteklius atmosferoje, tačiau patys savaime yra labai problemiški.

Naujausia fantastiška idėja pakeisti visuotinio atšilimo padarinius atstumia mūsų planetą į orbitą toliau nuo Saulės. Neseniai pasirodžiusiame kinų mokslinės fantastikos filme „Klaidžiojanti žemė“ žmonija, siekdama išvengti plėtimosi, keičia Žemės orbitą didžiuliais varikliais (2).

Ar įmanoma kažkas panašaus? Ekspertai užsiėmė skaičiavimais, kurių rezultatai kelia nerimą. Jei, pavyzdžiui, būtų naudojami „SpaceX Falcon Heavy“ raketų varikliai, prireiktų 300 milijardų pilnos galios „paleidimų“, kad Žemė patektų į Marso orbitą, o didžioji dalis Žemės medžiagos būtų panaudota statyboms ir energijai. Tai yra. Šiek tiek efektyvesnis būtų jonų variklis, pastatytas orbitoje aplink Žemę ir kažkaip prijungtas prie planetos – jis neva panaudotų 13% Žemės masės likusiems 87% perkelti į tolimesnę orbitą. Taigi gal? Ji turėtų būti beveik dvidešimt kartų didesnė už Žemės skersmenį, o kelionė iki Marso orbitos vis tiek truktų... milijardą metų.

2. Kadras iš filmo „Klaidžiojanti žemė“

Todėl panašu, kad Žemės „stūmimo“ į šaltesnę orbitą projektą ateityje reikėtų atidėti neribotam laikui. Vietoj to, vienas iš projektų, kurie jau vykdomi daugiau nei vienoje vietoje, žaliųjų užtvarų statyba dideliuose planetos paviršiuose. Jie sudaryti iš vietinės augmenijos ir pasodinti dykumų pakraščiuose, siekiant sustabdyti tolesnį dykumėjimą. Dvi didžiausios sienos žinomos anglišku pavadinimu Kinijoje, kuri 4500 km bando sulaikyti Gobio dykumos plitimą ir puiki žalia siena Afrikoje (3), iki 8 km Sacharos pasienyje.

3. Sacharos uždarymas Afrikoje

Tačiau net ir optimistiškiausi skaičiavimai rodo, kad mums prireiks mažiausiai milijardo hektarų papildomų miškų, kad suvaldytume globalinio atšilimo padarinius neutralizuojant reikiamą CO2 kiekį. Tai Kanados dydžio sritis.

Pasak mokslininkų iš Potsdamo klimato tyrimų instituto, medžių sodinimas taip pat turi ribotą poveikį klimatui ir kelia netikrumą, ar jis apskritai veiksmingas. Geoinžinerijos entuziastai ieško radikalesnių būdų.

Saulės blokavimas pilka spalva

Prieš daugelį metų pasiūlyta technika rūgščių junginių purškimas į atmosferą, taip pat žinomas kaip SPM (saulės radiacijos valdymas) yra sąlygų, susidariusių didelių ugnikalnių išsiveržimų metu, kai šios medžiagos patenka į stratosferą, atkūrimas (4). Tai, be kita ko, prisideda prie debesų susidarymo ir Žemės paviršių pasiekiančios saulės spinduliuotės mažinimo. Pavyzdžiui, mokslininkai įrodė, kad jis yra puikus Pinatubo Filipinuose 1991 metais pasaulinė temperatūra nukrito maždaug 0,5°C per mažiausiai dvejus metus.

4. Sieros aerozolių poveikis

Tiesą sakant, mūsų pramonė, kuri dešimtmečius išskiria didžiulius kiekius sieros dioksido kaip teršalo, jau seniai prisidėjo prie saulės šviesos pralaidumo mažinimo. skaičiuojama, kad šie šilumos balanse esantys teršalai suteikia apie 0,4 vato „apšvietimo“ Žemei vienam kvadratiniam metrui. Tačiau mūsų gaminama tarša anglies dioksidu ir sieros rūgštimi nėra nuolatinė.

Šios medžiagos nepakyla į stratosferą, kur galėtų sudaryti nuolatinę saulės apsaugą stabdančią plėvelę. Tyrėjai skaičiuoja, kad norint subalansuoti koncentracijos poveikį Žemės atmosferoje, į stratosferą reikėtų pumpuoti mažiausiai 5 mln. tonų ir daugiau.₂ ir kitos medžiagos. Šio metodo šalininkai, tokie kaip Justinas McClellanas iš Masačusetso valstijos „Aurora Flight Sciences“, skaičiuoja, kad tokia operacija kainuotų apie 10 milijardų dolerių per metus – tai nemaža suma, tačiau to nepakaktų žmonijai sunaikinti amžiams.

Deja, sieros metodas turi dar vieną trūkumą. Aušinimas gerai veikia šiltesniuose regionuose. Ašigalių srityje – beveik nėra. Taigi, kaip galima numanyti, ledo tirpimo ir jūros lygio kilimo proceso tokiu būdu sustabdyti nepavyks, o žemų pakrančių zonų užliejimo nuostolių klausimas išliks realia grėsme.

Neseniai mokslininkai iš Harvardo atliko eksperimentą, siekdami įvesti aerozolių pėdsakus maždaug 20 km aukštyje – jų nepakanka, kad turėtų reikšmingos įtakos Žemės stratosferai. Jie (SCoPEx) buvo atlikti su balionu. Aerozolyje buvo w.i. sulfatų, kurie sukuria saulės šviesą atspindinčią miglą. Tai vienas iš daugelio riboto masto geoinžinerijos projektų, kurių mūsų planetoje vykdoma stebėtinai daug.

Kosminiai skėčiai ir Žemės albedo padidėjimas

Tarp kitų tokio tipo projektų idėja patraukia dėmesį milžiniško skėčio paleidimas į kosmosą. Tai apribotų Žemę pasiekiančios saulės spinduliuotės kiekį. Ši idėja gyvavo dešimtmečius, tačiau dabar yra kūrybinio vystymosi stadijoje.

2018 metais žurnale „Aerospace Technology and Management“ publikuotame straipsnyje aprašomas projektas, kurį autoriai įvardija. Pagal jį Lagranžo taške, kuris yra gana stabilus sudėtingos Žemės, Mėnulio ir Saulės gravitacinių sąveikų sistemos taškas, planuojama pastatyti ploną plačią anglies pluošto juostelę. Lapas blokuoja tik nedidelę saulės spinduliuotės dalį, tačiau to gali pakakti, kad pasaulinė temperatūra nukristų žemiau 1,5 °C ribos, kurią nustatė Tarptautinė klimato komisija.

Jie pateikia šiek tiek panašią idėją erdvūs veidrodžiai. Pirmojo dešimtmečio pradžioje juos pasiūlė astrofizikas Lowell Woodas iš Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos Kalifornijoje. Kad koncepcija būtų efektyvi, atspindys turi būti bent 1% saulės šviesos, o veidrodžių plotas turi būti 1,6 milijono km².².

Kiti nori užblokuoti saulę stimuliuodami ir todėl taikydami procesą, žinomą kaip debesų sėjimas. Lašams generuoti reikalingos „sėklos“. Natūralu, kad aplink dulkių daleles, žiedadulkes, jūros druską ir net bakterijas susidaro vandens lašeliai. Žinoma, kad tam gali būti naudojamos ir tokios cheminės medžiagos kaip sidabro jodidas ar sausas ledas. Taip gali nutikti su jau žinomais ir naudojamais metodais. šviesėjantys ir balinantys debesys1990 m., pasiūlė fizikas Johnas Lathamas. Vašingtono universiteto Sietle projektas „Sea Cloud Lightning“ siūlo balinimo efektą pasiekti purškiant jūros vandenį ant debesų virš vandenyno.

Kiti svarbūs pasiūlymai Žemės albedo padidėjimas (tai yra atspindėtos spinduliuotės ir krintančios spinduliuotės santykis) taip pat tinka dažant namus baltai, sodinant ryškius augalus ir galbūt net klojant atspindinčius lakštus dykumoje.

Neseniai aprašėme absorbcijos metodus, kurie yra MT geoinžinerijos arsenalo dalis. Paprastai jie nėra pasaulinio masto, nors jei jų skaičius padidės, pasekmės gali būti pasaulinės. Tačiau ieškoma metodų, vertų geoinžinerijos vardo. CO pašalinimas₂ iš atmosferos, anot kai kurių, gali prasiskverbti sėti vandenynuskurios yra viena iš pagrindinių anglies absorbentų mūsų planetoje, atsakingų už maždaug 30 % CO sumažinimą.₂. Idėja yra pagerinti jų efektyvumą.

Du svarbiausi būdai – jūrų tręšimas geležimi ir kalciu. Tai skatina fitoplanktono augimą, kuris išsiurbia iš atmosferos anglies dvideginį ir padeda jį nusodinti dugne. Kalcio junginių pridėjimas sukels reakciją su CO.₂ jau ištirpę vandenyne ir formuojasi bikarbonato jonai, taip sumažindami vandenynų rūgštingumą ir padarydami juos imlius sugerti daugiau CO₂.

Idėjos iš „Exxon Stables“.

Didžiausi geoinžinerijos tyrimų rėmėjai yra The Heartland Institute, Hoover Institution ir American Enterprise Institute, kurie visi dirba naftos ir dujų pramonėje. Todėl geoinžinerijos koncepcijas dažnai kritikuoja anglies dioksido mažinimo šalininkai, kurie, jų nuomone, nukreipia dėmesį nuo problemos esmės. Be to geoinžinerijos taikymas nemažinant emisijų daro žmoniją priklausomą nuo šių metodų, neišsprendžiant tikrosios problemos.

Naftos kompanija ExxonMobil nuo 90-ųjų garsėja drąsiais pasauliniais projektais. Be vandenynų tręšimo geležimi ir 10 trilijonų JAV dolerių vertės saulės apsaugos kosmose sukūrimo, ji taip pat pasiūlė balinti vandenyno paviršių – ant vandens paviršiaus dengti ryškiais sluoksniais, putomis, plūduriuojančiomis platformomis ar kitais „atspindėjimais“. Kitas variantas buvo arktinių ledkalnių tempimas į žemesnes platumas, kad ledo baltumas atspindėtų saulės spindulius. Žinoma, iš karto buvo pastebėtas milžiniško vandenynų taršos padidėjimo pavojus, jau nekalbant apie milžiniškas išlaidas.

„Exxon“ ekspertai taip pat pasiūlė naudoti didelius siurblius vandeniui perkelti iš po Antarkties jūros ledo ir išpurkšti jį į atmosferą, kad ant Rytų Antarkties ledo sluoksnio būtų nusodintos sniego ar ledo dalelės. Rėmėjai tvirtino, kad tokiu būdu per metus perpumpavus tris trilijonus tonų, ant ledo sluoksnio sniego atsirastų 0,3 metro daugiau, tačiau dėl milžiniškų energijos sąnaudų apie šį projektą nebekalbama.

Kita „Exxon“ arklidžių idėja – plonasluoksniai heliu užpildyti aliuminio balionai stratosferoje, pastatyti iki 100 km virš Žemės paviršiaus, kad išsklaidytų saulės šviesą. Taip pat buvo pasiūlyta paspartinti vandens cirkuliaciją pasaulio vandenynuose reguliuojant kai kurių svarbiausių regionų, pavyzdžiui, Šiaurės Atlanto, druskingumą. Kad vandenys taptų druskingesni, be kita ko, buvo svarstoma apie Grenlandijos ledo sluoksnio išsaugojimą, kuris neleistų jam greitai tirpti. Tačiau šalutinis Šiaurės Atlanto atšalimo poveikis atvėsintų Europą, todėl žmonėms būtų sunkiau išgyventi. Smulkmena.

Pateikti duomenys Geoinžinerijos monitorius – bendras Biofuelwatch, ETC Group ir Heinrich Boell Foundation projektas – rodo, kad visame pasaulyje įgyvendinta gana daug geoinžinerijos projektų (5). Žemėlapyje rodomi aktyvūs, užbaigti ir apleisti. Atrodo, kad vis dar nėra koordinuoto tarptautinio šios veiklos valdymo. Taigi tai nėra griežtai pasaulinė geoinžinerija. Labiau kaip aparatinė įranga.

5. Geoinžinerijos projektų žemėlapis pagal svetainę map.geoengineeringmonitor.org

Dauguma projektų – daugiau nei 190 – jau įgyvendinta. anglies sekvestracijat. y. anglies dioksido surinkimo ir saugojimo (CCS) ir apie 80 – anglies surinkimas, naudojimas ir saugojimas (, KUSS). Buvo įgyvendinti 35 vandenynų tręšimo projektai ir daugiau nei 20 stratosferos aerozolio įpurškimo (SAI) projektų. Geoengineering Monitor sąraše taip pat randame kai kurias su debesimis susijusias veiklas. Daugiausia projektų buvo sukurta orų keitimui. Duomenys rodo, kad buvo 222 įvykiai, susiję su kritulių kiekio padidėjimu ir 71 įvykis, susijęs su kritulių kiekio sumažėjimu.

Mokslininkai ir toliau ginčijasi

Visą laiką klimato, atmosferos ir vandenyno reiškinių vystymosi pasauliniu mastu iniciatorių entuziazmas kelia klausimus: ar tikrai žinome pakankamai, kad galėtume be baimės atsiduoti geoinžinerijai? Ką daryti, jei, pavyzdžiui, didelio masto debesų sėjimas pakeis vandens tėkmę ir atitolina lietų sezoną Pietryčių Azijoje? O kaip su ryžių pasėliais? Ką daryti, jei, pavyzdžiui, išmetus tonas geležies į vandenyną, Čilės pakrantėje sunaikinama žuvų populiacija?

vandenyne, pirmą kartą įgyvendintas prie Britų Kolumbijos krantų Šiaurės Amerikoje 2012 m., greitai atsiliepė didžiuliu dumblių žydėjimu. Anksčiau 2008 m. 191 JT šalis patvirtino vandenynų tręšimo draudimą, bijodamos nežinomų šalutinių poveikių, galimų mitybos grandinės modifikacijų ar žemo deguonies kiekio zonų susidarymo vandens telkiniuose. 2018 m. spalį daugiau nei šimtas NVO pasmerkė geoinžineriją kaip „pavojingą, nereikalingą ir nesąžiningą“.

Geoinžinerija provokuoja, kaip ir gydant medikamentinį gydymą bei daugybe vaistų šalutinis poveikiso tai savo ruožtu pareikalaus atskirų priemonių joms išvengti. Kaip Washington Post pažymėjo Bradas Plumeris, pradėjus geoinžinerijos projektus, juos sunku sustabdyti. Kai, pavyzdžiui, nustosime purkšti į atmosferą atspindinčias daleles, Žemė pradės labai greitai įkaisti. Ir staigūs yra daug blogiau nei lėtieji.

Neseniai žurnale „Journal of Geosciences“ paskelbtas tyrimas tai aiškiai parodo. Jo autoriai pirmą kartą panaudojo vienuolika klimato modelių, kad nuspėtų, kas atsitiktų, jei pasaulis pritaikytų saulės geoinžineriją, kad kompensuotų vienu procentu kasmet didėjantį anglies dvideginio išmetimą. Geros naujienos yra tai, kad modelis gali stabilizuoti pasaulinę temperatūrą, tačiau panašu, kad jei geoinžinerija sustotų, kai tai bus pasiekta, būtų katastrofiški temperatūros šuoliai.

Ekspertai taip pat baiminasi, kad populiariausias geoinžinerijos projektas – sieros dioksido pumpavimas į atmosferą – gali kelti pavojų kai kuriems regionams. Tokių veiksmų šalininkai prieštarauja. 2019 metų kovą žurnale „Nature Climate Change“ paskelbtas tyrimas nuramina, kad neigiamas tokių projektų poveikis bus labai ribotas. Studijos bendraautorius prof. Harvardo mokslininkas Davidas Keithas, inžinerijos ir viešosios politikos mokslininkas, teigia, kad mokslininkai neturėtų liesti tik geoinžinerijos, ypač saulės.

- - Jis pasakė. -

Keitho dokumentas jau sulaukė kritikos tų, kurie baiminasi, kad mokslininkai pervertina esamas technologijas ir kad jų optimizmas dėl geoinžinerijos metodų gali atgrasyti visuomenę nuo pastangų mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.

Yra daug tyrimų, rodančių, kaip varginantis gali būti geoinžinerijos taikymas. 1991 metais į aukštą atmosferą buvo išleista 20 megatonų sieros dioksido, o visa planeta buvo padengta sulfato sluoksniu, atspindinčiu didelį kiekį matomos šviesos. Žemė atvėsusi maždaug puse laipsnio Celsijaus. Tačiau po kelerių metų sulfatai iškrito iš atmosferos, o klimato kaita grįžo į seną, nerimą keliantį modelį.

Įdomu tai, kad prislėgtame, vėsesniame pasaulyje po Pinatubo augalai atrodė gerai. Ypač miškai. Vienas tyrimas parodė, kad saulėtomis 1992 m. dienomis fotosintezė Masačusetso miške padidėjo 23%, palyginti su įvykiu prieš išsiveržimą. Tai patvirtino hipotezę, kad geoinžinerija nekelia grėsmės žemės ūkiui. Tačiau išsamesni tyrimai parodė, kad po ugnikalnio išsiveržimo kukurūzų pasėliai pasaulyje sumažėjo 9,3 proc., o kviečių, sojų pupelių ir ryžių – 4,8 proc.

Ir tai turėtų atvėsinti visuotinio pasaulio atšalimo šalininkus.