DIY na planetarnoj razini

Od sadnje šuma na kontinentalnoj razini do umjetne indukcije oborina, znanstvenici su počeli predlagati, testirati i u nekim slučajevima provoditi geoinženjerske projekte velikih razmjera kako bi radikalno transformirali planet (1). Ovi projekti osmišljeni su za rješavanje globalnih problema kao što su dezertifikacija, suša ili višak ugljičnog dioksida u atmosferi, ali su sami po sebi vrlo problematični.

Najnovija fantastična ideja za poništavanje učinaka globalnog zatopljenja odbija naš planet na orbitu dalje od Sunca. U nedavno objavljenom kineskom znanstvenofantastičnom filmu The Wandering Earth, čovječanstvo mijenja Zemljinu orbitu ogromnim potisnicima kako bi izbjeglo širenje (2).

Je li moguće nešto slično? Stručnjaci su se bavili izračunima, čiji su rezultati pomalo alarmantni. Kada bi se, primjerice, koristili raketni motori SpaceX Falcon Heavy, bilo bi potrebno 300 milijardi "lansiranja" punom snagom da se Zemlja dovede u orbitu Marsa, dok bi većina Zemljine materije bila iskorištena za izgradnju i napajanje. Ovo je. Nešto učinkovitiji bio bi ionski motor postavljen u orbitu oko Zemlje i nekako vezan za planet – navodno bi koristio 13% Zemljine mase za prijenos preostalih 87% u daljnju orbitu. Pa možda? Morao bi biti gotovo dvadeset puta veći od promjera Zemlje, a putovanje do Marsove orbite i dalje bi trajalo... milijardu godina.

2. Kadr iz filma "Zemlja lutalica"

Stoga se čini da bi projekt “guranja” Zemlje u hladniju orbitu trebalo odgoditi na neodređeno vrijeme. Umjesto toga, jedan od projekata koji je već u tijeku na više od jednog mjesta, izgradnja zelenih barijera na velikim površinama planeta. Sastoje se od autohtone vegetacije i zasađene su na rubovima pustinja kako bi se zaustavilo daljnje dezertifikacija. Dva najveća zida poznata su po svom engleskom nazivu u Kini, koja 4500 km pokušava obuzdati širenje pustinje Gobi, a veliki zeleni zid u Africi (3), do 8 km na granici Sahare.

3. Zadržavanje Sahare u Africi

No, čak i najoptimističnije procjene pokazuju da će nam trebati najmanje milijardu hektara dodatnih šuma kako bismo neutralizirali potrebnu količinu CO2 obuzdali učinke globalnog zatopljenja. Ovo je područje veličine Kanade.

Prema znanstvenicima s Potsdamskog instituta za klimatska istraživanja, sadnja drveća također ima ograničen utjecaj na klimu i podiže nesigurnost oko toga je li uopće učinkovita. Zaljubljenici u geoinženjering traže radikalnije načine.

Blokiranje sunca sivom

Tehnika predložena prije mnogo godina raspršivanje kiselih spojeva u atmosferu, također poznat kao SRM (upravljanje sunčevim zračenjem) je reprodukcija uvjeta koji se javljaju tijekom velikih vulkanskih erupcija koje oslobađaju te tvari u stratosferu (4). To pridonosi, između ostalog, stvaranju oblaka i smanjenju sunčevog zračenja koje dopire do površine Zemlje. Znanstvenici su dokazali, primjerice, da je sjajan Pinatubo na Filipinima je 1991. dovela do pada svjetske temperature od oko 0,5°C tijekom najmanje dvije godine.

4. Djelovanje sumpornih aerosola

Zapravo, naša industrija, koja već desetljećima ispušta ogromne količine sumporovog dioksida kao onečišćujućeg tvari, već dugo pridonosi smanjenju prijenosa sunčeve svjetlosti. procjenjuje se da ti zagađivači u toplinskoj bilanci daju oko 0,4 vata "svjetljenja" za Zemlju po kvadratnom metru. Međutim, onečišćenje koje proizvodimo ugljičnim dioksidom i sumpornom kiselinom nije trajno.

Ove tvari se ne dižu u stratosferu, gdje bi mogle stvoriti trajni antisolarni film. Istraživači procjenjuju da bi, kako bi se uravnotežio učinak koncentracije u Zemljinoj atmosferi, najmanje 5 milijuna tona ili više moralo biti upumpano u stratosferu.₂ i druge tvari. Zagovornici ove metode, poput Justina McClellana iz Aurora Flight Sciences u Massachusettsu, procjenjuju da bi trošak takve operacije bio oko 10 milijardi dolara godišnje – popriličan iznos, ali nedovoljan da zauvijek uništi čovječanstvo.

Nažalost, metoda sa sumporom ima još jedan nedostatak. Hlađenje dobro funkcionira u toplijim krajevima. U regiji polova - gotovo ništa. Dakle, kao što pretpostavljate, proces otapanja leda i podizanja razine mora na ovaj se način ne može zaustaviti, a pitanje gubitaka od plavljenja nizinskih obalnih područja ostat će realna prijetnja.

Nedavno su znanstvenici s Harvarda proveli pokus uvođenja aerosolnih staza na visini od oko 20 km – nedostatnih za značajan utjecaj na Zemljinu stratosferu. One (SCoPEx) su izvedene balonom. Aerosol je sadržavao w.i. sulfati, koji stvaraju izmaglicu koja reflektira sunčevu svjetlost. Ovo je jedan od mnogih geoinženjerskih projekata ograničenog razmjera koji se provode na našem planetu u iznenađujućem broju.

Svemirski kišobrani i povećanje Zemljinog albeda

Među ostalim projektima ovog tipa, ideja privlači pažnju lansiranje divovskog kišobrana u svemir. To bi ograničilo količinu sunčevog zračenja koja bi dospjela do Zemlje. Ova ideja postoji već desetljećima, ali je sada u fazi kreativnog razvoja.

Članak objavljen 2018. u časopisu Aerospace Technology and Management opisuje projekt, koji autori nazivaju. U skladu s njim, planirano je postavljanje tanke široke vrpce od karbonskih vlakana na Lagrangeovoj točki, koja je relativno stabilna točka u složenom sustavu gravitacijskih interakcija između Zemlje, Mjeseca i Sunca. List blokira samo mali dio sunčevog zračenja, ali to bi moglo biti dovoljno da se globalne temperature spuste ispod granice od 1,5°C koju je odredio Međunarodni klimatski panel.

Oni predstavljaju donekle sličnu ideju velika prostorna ogledala. Predložio ih je rano u 1. astrofizičar Lowell Wood iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore u Kaliforniji. Da bi koncept bio učinkovit, refleksija mora pasti na najmanje 1,6% sunčeve svjetlosti, a zrcala moraju imati površinu od XNUMX milijuna km².².

Drugi žele blokirati sunce stimuliranjem i stoga primjenom procesa poznatog kao zasijavanje oblaka. "Sjeme" je potrebno za stvaranje kapi. Naravno, kapljice vode stvaraju se oko čestica prašine, peludi, morske soli, pa čak i bakterija. Poznato je da se za to mogu koristiti i kemikalije poput srebrnog jodida ili suhog leda. To se može dogoditi s onim već poznatim i korištenim metodama. posvjetljivanje i bijeljenje oblaka, koji je predložio fizičar John Latham 1990. godine. Projekt Sea Cloud Lightning na Sveučilištu Washington u Seattleu predlaže postizanje učinka izbjeljivanja prskanjem morske vode na oblake iznad oceana.

Ostali značajni prijedlozi povećanje Zemljinog albeda (odnosno, omjer reflektiranog zračenja i upadnog zračenja) također su primjenjivi za bojanje kuća u bijelo, sadnju svijetlih biljaka, a možda čak i za postavljanje reflektirajućih listova u pustinji.

Nedavno smo opisali tehnike apsorpcije koje su dio geoinženjerskog arsenala u MT-u. Općenito nisu globalnog opsega, iako ako se njihov broj poveća, posljedice mogu biti globalne. No, u tijeku su potrage za metodama koje zaslužuju naziv geoinženjering. uklanjanje CO₂ iz atmosfere može, prema nekima, proći zasijavanje oceanakoji su, uostalom, jedan od glavnih ponora ugljika na našem planetu, odgovorni za smanjenje približno 30% CO₂. Ideja je poboljšati njihovu učinkovitost.

Dva najvažnija načina su gnojidba mora željezom i kalcijem. Time se potiče rast fitoplanktona, koji isisava ugljični dioksid iz atmosfere i pomaže ga taložiti na dno. Dodatak kalcijevih spojeva će izazvati reakciju s CO.₂ već otopljen u oceanu i stvaranje bikarbonatnih iona, čime se smanjuje kiselost oceana i čini ih osjetljivim na apsorpciju više CO₂.

Ideje iz Exxon Stables

Najveći sponzori istraživanja geoinženjeringa su Institut Heartland, Hoover Institution i American Enterprise Institute, koji svi rade za industriju nafte i plina. Stoga koncepte geoinženjeringa često kritiziraju zagovornici smanjenja ugljika koji, po njihovom mišljenju, skreću pozornost sa suštine problema. osim primjena geoinženjeringa bez smanjenja emisija čini čovječanstvo ovisnim o ovim metodama bez rješavanja pravog problema.

Naftna tvrtka ExxonMobil poznata je po svojim hrabrim globalnim projektima još od 90-ih. Uz gnojidbu oceana željezom i izgradnju solarne zaštite od 10 bilijuna dolara u svemiru, također je predložila izbjeljivanje površine oceana nanošenjem svijetlih slojeva, pjene, plutajućih platformi ili drugih "refleksija" na površinu vode. Druga mogućnost bila je tegliti arktičke sante leda na niže geografske širine kako bi bjelina leda reflektirala sunčeve zrake. Naravno, odmah je uočena opasnost od kolosalnog povećanja onečišćenja oceana, a da ne spominjemo ogromne troškove.

Stručnjaci Exxona također su predložili korištenje velikih pumpi za pomicanje vode ispod antarktičkog morskog leda, a zatim je raspršiti u atmosferu kako bi se taložila kao snijeg ili čestice leda na ledenom pokrovu istočnog Antarktika. Pobornici su tvrdili da bi, ako bi se na ovaj način ispumpalo tri bilijuna tona godišnje, na ledenoj površini bilo 0,3 metra više snijega, međutim, zbog velikih troškova energije, ovaj projekt se više nije spominjao.

Još jedna ideja Exxon staje su tankoslojni aluminijski baloni punjeni helijem u stratosferi, postavljeni do 100 km iznad površine Zemlje kako bi raspršili sunčevu svjetlost. Također je predloženo da se ubrza cirkulacija vode u svjetskim oceanima reguliranjem saliniteta nekih ključnih regija, poput sjevernog Atlantika. Kako bi vode postale slanije, razmišljalo se, između ostalog, o očuvanju grenlandskog ledenog pokrova, koji bi spriječio njegovo brzo otapanje. Međutim, nuspojava hlađenja Sjevernog Atlantika bila bi hlađenje Europe, što bi ljudima otežalo preživljavanje. Sitnica.

Dostavljeni podaci Geoinženjerski monitor - zajednički projekt Biofuelwatcha, ETC Grupe i Zaklade Heinrich Boell - pokazuje da je dosta geoinženjerskih projekata implementirano diljem svijeta (5). Karta prikazuje aktivne, dovršene i napuštene. Čini se da još uvijek ne postoji koordinirano međunarodno upravljanje ovom aktivnošću. Dakle, to nije strogo globalni geoinženjering. Više kao hardver.

5. Karta geoinženjerskih projekata prema site map.geoengineeringmonitor.org

Većina projekata, njih više od 190, već je realizirana. sekvestracija ugljika, tj. hvatanje i skladištenje ugljika (CCS), te oko 80 – hvatanje, korištenje i skladištenje ugljika (, KUSS). Bilo je 35 projekata gnojidbe oceana i preko 20 projekata ubrizgavanja stratosferskog aerosola (SAI). Na popisu Geoengineering Monitora nalazimo i neke aktivnosti vezane uz oblak. Najveći broj projekata kreiran je za promjenu vremena. Podaci pokazuju da su bila 222 događaja povezana s povećanjem količine oborina i 71 događaj povezan sa smanjenjem količine oborina.

Znanstvenici se i dalje raspravljaju

Cijelo vrijeme entuzijazam pokretača razvoja klimatskih, atmosferskih i oceanskih pojava u svjetskim razmjerima postavlja pitanja: znamo li doista dovoljno da se bez straha posvetimo geoinženjeringu? Što ako, na primjer, zasijavanje oblaka velikih razmjera promijeni protok vode i odgodi kišnu sezonu u jugoistočnoj Aziji? Što je s usjevima riže? Što ako, na primjer, bacanje tona željeza u ocean uništi riblju populaciju duž obale Čilea?

u oceanu, prvi put implementiran uz obalu Britanske Kolumbije u Sjevernoj Americi 2012. godine, brzo se izjalovio masivnim cvjetanjem algi. Ranije 2008. godine 191 zemlja UN-a odobrila je zabranu gnojidbe oceanima zbog straha od nepoznatih nuspojava, mogućih modifikacija lanca ishrane ili stvaranja područja s niskim sadržajem kisika u vodenim tijelima. U listopadu 2018. više od stotinu nevladinih organizacija osudilo je geoinženjering kao "opasan, nepotreban i nepravedan".

Kao što je slučaj s liječenjem i mnogim lijekovima, geoinženjering provocira nuspojavešto će pak zahtijevati posebne mjere za njihovo sprječavanje. Kako je Brad Plumer istaknuo u Washington Postu, kada su projekti geoinženjeringa počeli, teško ih je zaustaviti. Kada, primjerice, prestanemo prskati reflektirajuće čestice u atmosferu, Zemlja će se vrlo brzo početi zagrijavati. A iznenadni su puno gori od sporih.

Nedavna studija objavljena u Journal of Geosciences to jasno pokazuje. Njegovi su autori prvi put upotrijebili jedanaest klimatskih modela kako bi predvidjeli što bi se moglo dogoditi ako svijet primijeni solarni geoinženjering kako bi nadoknadio jedno postotno povećanje globalne emisije ugljičnog dioksida godišnje. Dobra vijest je da model može stabilizirati globalne temperature, ali izgleda da bi, kada bi geoinženjering prestao nakon što se to postigne, došlo do katastrofalnih temperaturnih skokova.

Stručnjaci se također boje da bi najpopularniji geoinženjerski projekt - ispumpavanje sumporovog dioksida u atmosferu - mogao ugroziti neke regije. Pristaše takvih akcija protive se. Studija objavljena u časopisu Nature Climate Change u ožujku 2019. uvjerava da će negativni učinci takvih projekata biti vrlo ograničeni. Koautor studije, prof. David Keith s Harvarda, stručnjak za inženjerstvo i javnu politiku, kaže da znanstvenici ne bi trebali samo dodirivati ​​geoinženjering, posebno solarno.

- - On je rekao. -

Keithov rad već su kritizirali oni koji se boje da znanstvenici precjenjuju postojeće tehnologije i da bi njihov optimizam u pogledu metoda geoinženjeringa mogao obeshrabriti društvo od nastojanja da smanji emisije stakleničkih plinova.

Postoje mnoge studije koje pokazuju koliko frustrirajuća primjena geoinženjeringa može biti. Godine 1991. u visoku atmosferu ispušteno je 20 megatona sumporovog dioksida, a cijeli planet bio je prekriven slojem sulfata koji je reflektirao veliku količinu vidljive svjetlosti. Zemlja se ohladila za oko pola stupnja Celzijusa. Ali nakon nekoliko godina, sulfati su ispali iz atmosfere, a klimatske promjene su se vratile na svoj stari, uznemirujući obrazac.

Zanimljivo je da se u prigušenom, hladnijem svijetu nakon Pinatuba, biljke dobro snašle. Pogotovo šume. Jedna studija je pokazala da se za sunčanih dana 1992. fotosinteza u šumi Massachusettsa povećala za 23% u odnosu na prije erupcije. Time je potvrđena hipoteza da geoinženjering ne prijeti poljoprivredi. Međutim, detaljnije studije su pokazale da su nakon erupcije vulkana globalni usjevi kukuruza pali za 9,3%, a pšenica, soja i riža za 4,8%.

A to bi trebalo ohladiti pristaše globalnog zahlađenja zemaljske kugle.