DIY v planetárnom meradle

Od výsadby lesov v kontinentálnom meradle až po umelé vyvolávanie zrážok vedci začali navrhovať, testovať a v niektorých prípadoch realizovať rozsiahle geoinžinierske projekty na radikálnu premenu planéty (1). Tieto projekty sú určené na riešenie globálnych problémov, akými sú dezertifikácia, sucho alebo nadbytok oxidu uhličitého v atmosfére, ale samy osebe sú veľmi problematické.

Najnovší fantastický nápad na zvrátenie účinkov globálneho otepľovania odpudzuje našu planétu na obežnú dráhu ďalej od Slnka. V nedávno vydanom čínskom sci-fi filme The Wandering Earth ľudstvo mení obežnú dráhu Zeme pomocou obrovských trysiek, aby sa vyhlo expanzii (2).

Je niečo podobné možné? Odborníci sa zaoberali výpočtami, ktorých výsledky sú trochu alarmujúce. Ak by sa použili napríklad raketové motory SpaceX Falcon Heavy, trvalo by to 300 miliárd „štartov“ na plný výkon, aby sa Zem dostala na obežnú dráhu Marsu, pričom väčšina hmoty Zeme by sa použila na stavbu a pohon. Toto je. O niečo efektívnejší by bol iónový motor umiestnený na obežnej dráhe okolo Zeme a nejakým spôsobom pripojený k planéte – údajne by spotreboval 13 % hmotnosti Zeme na presun zvyšných 87 % na ďalšiu obežnú dráhu. Tak možno? Musel by mať takmer dvadsaťnásobok priemeru Zeme a cesta na obežnú dráhu Marsu by aj tak trvala ... miliardu rokov.

2. Snímka z filmu "The Wandering Earth"

Preto sa zdá, že projekt „vytlačenia“ Zeme na chladnejšiu obežnú dráhu by sa mal v budúcnosti odložiť na neurčito. Namiesto toho jeden z projektov už prebieha na viac ako jednom mieste, výstavba zelených bariér na veľkých plochách planéty. Tvorí ich pôvodná vegetácia a sú vysadené na okrajoch púští, aby zastavili ďalšiu dezertifikáciu. Dve najväčšie steny sú známe pod anglickým názvom v Číne, ktorá sa na 4500 XNUMX km snaží obmedziť šírenie púšte Gobi a veľká zelená stena v Afrike (3), do 8 km na hraniciach Sahary.

3. Zadržiavanie Sahary v Afrike

Aj tie najoptimistickejšie odhady však ukazujú, že budeme potrebovať minimálne jednu miliardu hektárov dodatočných lesov, aby sme obmedzili následky globálneho otepľovania neutralizáciou potrebného množstva CO2. Ide o oblasť o veľkosti Kanady.

Podľa vedcov z Postupimského inštitútu pre výskum klímy má výsadba stromov tiež obmedzený vplyv na klímu a vyvoláva neistotu, či je vôbec účinná. Nadšenci geoinžinierstva hľadajú radikálnejšie spôsoby.

Blokovanie slnka sivou farbou

Technika navrhnutá pred mnohými rokmi rozprašovanie kyslých zlúčenín do atmosféry, taktiež známy ako SRM (manažment slnečného žiarenia) je reprodukciou podmienok, ktoré nastávajú počas veľkých sopečných erupcií, ktoré uvoľňujú tieto látky do stratosféry (4). To prispieva okrem iného k tvorbe oblačnosti a znižovaniu slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Vedci dokázali napríklad, že je skvelý Pinatubo na Filipínach to viedlo v roku 1991 k celosvetovému poklesu teploty o približne 0,5 °C počas najmenej dvoch rokov.

4. Účinok sírových aerosólov

V skutočnosti náš priemysel, ktorý už desaťročia vypúšťa obrovské množstvo oxidu siričitého ako znečisťujúcej látky, dlhodobo prispieva k zníženiu prestupu slnečného žiarenia. odhaduje sa, že tieto znečisťujúce látky v tepelnej bilancii poskytujú asi 0,4 wattu „osvetlenia“ pre Zem na meter štvorcový. Znečistenie oxidom uhličitým a kyselinou sírovou však nie je trvalé.

Tieto látky nestúpajú do stratosféry, kde by mohli vytvoriť trvalý protislnečný film. Vedci odhadujú, že na vyrovnanie vplyvu koncentrácie v zemskej atmosfére by sa do stratosféry muselo napumpovať najmenej 5 miliónov ton alebo viac.₂ a iné látky. Zástancovia tejto metódy, ako napríklad Justin McClellan z Aurora Flight Sciences v Massachusetts, odhadujú, že náklady na takúto operáciu by boli asi 10 miliárd dolárov ročne – teda značná suma, ktorá však nestačí na to, aby ľudstvo navždy zničilo.

Bohužiaľ, sírová metóda má ešte jednu nevýhodu. Chladenie funguje dobre v teplejších oblastiach. V oblasti pólov - takmer žiadne. Ako teda asi tušíte, proces topenia ľadu a stúpania hladiny morí nemožno týmto spôsobom zastaviť a otázka strát zo záplav nízko položených pobrežných oblastí zostane reálnou hrozbou.

Vedci z Harvardu nedávno uskutočnili experiment na zavedenie aerosólových stôp v nadmorskej výške asi 20 km - čo je nedostatočné na to, aby to malo významný vplyv na stratosféru Zeme. Boli (SCoPEx) uskutočnené balónom. Aerosól obsahoval w.i. sírany, ktoré vytvárajú zákal, ktorý odráža slnečné svetlo. Toto je jeden z mnohých projektov geoinžinierstva v obmedzenom meradle, ktoré sa na našej planéte uskutočňujú v prekvapivých počtoch.

Vesmírne dáždniky a nárast albeda Zeme

Okrem iných projektov tohto typu púta pozornosť nápad spustenie obrovského dáždnika do kozmického priestoru. To by obmedzilo množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na Zem. Táto myšlienka existuje už desaťročia, ale teraz je v štádiu kreatívneho vývoja.

Článok publikovaný v roku 2018 v časopise Aerospace Technology and Management popisuje projekt, ktorý autori pomenúvajú. V súlade s ním sa plánuje umiestniť tenkú širokú stuhu uhlíkových vlákien do Lagrangeovho bodu, ktorý je relatívne stabilným bodom v zložitom systéme gravitačných interakcií medzi Zemou, Mesiacom a Slnkom. List blokuje len malú časť slnečného žiarenia, ale to by mohlo stačiť na to, aby sa globálne teploty dostali pod hranicu 1,5 °C stanovenú Medzinárodným klimatickým panelom.

Predstavujú trochu podobnú myšlienku veľké priestorové zrkadlá. Na začiatku 1. storočia ich navrhol astrofyzik Lowell Wood z Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii. Aby bol koncept efektívny, odraz musí dopadať na aspoň 1,6 % slnečného svetla a zrkadlá musia mať plochu XNUMX milióna km².².

Iní chcú zablokovať slnko stimuláciou, a teda aplikovaním procesu známeho ako siatie oblakov. "Semená" sú potrebné na vytvorenie kvapiek. Prirodzene, kvapôčky vody sa tvoria okolo prachových častíc, peľu, morskej soli a dokonca aj baktérií. Je známe, že na to možno použiť aj chemikálie ako jodid strieborný alebo suchý ľad. To sa môže stať pri tých už známych a používaných metódach. rozjasňujúce a bieliace oblaky, ktorý navrhol fyzik John Latham v roku 1990. Projekt Sea Cloud Lightning na Washingtonskej univerzite v Seattli navrhuje dosiahnuť bieliaci efekt rozprašovaním morskej vody na oblaky nad oceánom.

Ďalšie pozoruhodné návrhy zvýšenie albeda Zeme (teda pomer odrazeného žiarenia k dopadajúcemu žiareniu) sú použiteľné aj pri natieraní domov bielou farbou, výsadbe svetlých rastlín a možno aj pri pokladaní reflexných fólií v púšti.

Nedávno sme opísali absorpčné techniky, ktoré sú súčasťou geoinžinierskeho arzenálu v MT. Vo všeobecnosti nemajú globálny rozsah, hoci ak sa ich počet zvýši, dôsledky môžu byť globálne. Prebieha však pátranie po metódach, ktoré si zaslúžia názov geoinžinierstvo. odstránenie CO₂ z atmosféry môže podľa niektorých prechádzať osievanie oceánovktoré sú napokon jedným z hlavných zachytávačov uhlíka na našej planéte, zodpovedné za zníženie približne 30 % CO₂. Cieľom je zlepšiť ich efektivitu.

Dva najdôležitejšie spôsoby sú hnojenie morí železom a vápnikom. To stimuluje rast fytoplanktónu, ktorý vysáva oxid uhličitý z atmosféry a pomáha ho ukladať na dne. Pridanie zlúčenín vápnika spôsobí reakciu s CO.₂ už rozpustené v oceáne a tvorba bikarbonátových iónov, čím sa znižuje kyslosť oceánov a sú náchylné na absorbovanie väčšieho množstva CO₂.

Nápady od Exxon Stables

Najväčšími sponzormi geoinžinierskeho výskumu sú The Heartland Institute, Hoover Institution a American Enterprise Institute, z ktorých všetky pracujú pre ropný a plynárenský priemysel. Preto sú koncepty geoinžinierstva často kritizované zástancami redukcie uhlíka, ktorí podľa nich odvádzajú pozornosť od podstaty problému. Okrem toho aplikácia geoinžinierstva bez znižovania emisií robí ľudstvo závislým na týchto metódach bez vyriešenia skutočného problému.

Ropná spoločnosť ExxonMobil je známa svojimi odvážnymi globálnymi projektmi už od 90. rokov minulého storočia. Okrem hnojenia oceánov železom a vybudovania slnečnej ochrany v hodnote 10 biliónov dolárov vo vesmíre navrhla aj bielenie hladiny oceánu nanášaním svetlých vrstiev, peny, plávajúcich plošín alebo iných „odrazov“ na vodnú hladinu. Ďalšou možnosťou bolo odtiahnuť arktické ľadovce do nižších zemepisných šírok, aby belosť ľadu odrážala slnečné lúče. Samozrejme, okamžite bolo zaznamenané nebezpečenstvo kolosálneho nárastu znečistenia oceánov, nehovoriac o obrovských nákladoch.

Experti spoločnosti Exxon tiež navrhli použiť veľké čerpadlá na presun vody spod antarktického morského ľadu a potom ju rozprášiť do atmosféry, aby sa usadila ako snehové alebo ľadové častice na ľadovom štíte východnej Antarktídy. Priaznivci tvrdili, že ak by sa týmto spôsobom prečerpali tri bilióny ton ročne, na ľadovej ploche by bolo o 0,3 metra viac snehu, avšak kvôli obrovským nákladom na energiu sa o tomto projekte už nehovorilo.

Ďalším nápadom stajní Exxon sú tenkovrstvové héliom plnené hliníkové balóny v stratosfére, umiestnené až 100 km nad zemským povrchom, aby rozptyľovali slnečné svetlo. Navrhlo sa tiež urýchliť cirkuláciu vody vo svetových oceánoch reguláciou slanosti niektorých kľúčových oblastí, ako je severný Atlantik. Aby sa vody stali slanejšími, uvažovalo sa okrem iného aj o zachovaní grónskeho ľadovca, ktorý by zabránil jeho rýchlemu topeniu. Vedľajším efektom ochladzovania severného Atlantiku by však bolo ochladenie Európy, čo by sťažilo prežitie ľudí. Maličkosť.

Poskytnuté údaje Monitor geoinžinierstva - spoločný projekt Biofuelwatch, ETC Group a Heinrich Boell Foundation - ukazuje, že na celom svete bolo realizovaných pomerne veľa geoinžinierskych projektov (5). Mapa zobrazuje aktívne, dokončené a opustené. Zdá sa, že stále neexistuje koordinované medzinárodné riadenie tejto činnosti. Nejde teda o striktne globálne geoinžinierstvo. Skôr hardvér.

5. Mapa geoinžinierskych projektov podľa stránky map.geoengineeringmonitor.org

Väčšina projektov, viac ako 190, je už zrealizovaných. sekvestrácia uhlíkat. j. zachytávanie a ukladanie uhlíka (CCS), a približne 80 – zachytávanie, používanie a ukladanie uhlíka (, KUSS). Uskutočnilo sa 35 projektov oplodnenia oceánov a viac ako 20 projektov vstrekovania stratosférického aerosólu (SAI). V zozname Geoengineering Monitor nájdeme aj niektoré aktivity súvisiace s cloudom. Najväčší počet projektov vznikol na úpravu počasia. Z údajov vyplýva, že s nárastom zrážok bolo spojených 222 udalostí a s poklesom zrážok 71 udalostí.

Vedci sa naďalej hádajú

Celý čas nadšenie iniciátorov rozvoja klimatických, atmosférických a oceánskych javov v celosvetovom meradle vyvoláva otázky: naozaj vieme dosť na to, aby sme sa geoinžinierstvu mohli bez obáv venovať? Čo ak napríklad rozsiahle množenie mrakov zmení prúdenie vody a oneskorí obdobie dažďov v juhovýchodnej Ázii? A čo ryža? Čo ak napríklad vysypanie ton železa do oceánu zničí populáciu rýb pozdĺž pobrežia Čile?

v oceáne, prvýkrát implementovaný pri pobreží Britskej Kolumbie v Severnej Amerike v roku 2012, rýchlo zlyhal s masívnym kvitnutím rias. Začiatkom roku 2008 schválilo 191 krajín OSN zákaz hnojenia oceánov zo strachu z neznámych vedľajších účinkov, možných úprav potravinového reťazca alebo vytvárania oblastí s nízkym obsahom kyslíka vo vodných útvaroch. V októbri 2018 viac ako sto mimovládnych organizácií odsúdilo geoinžinierstvo ako „nebezpečné, zbytočné a nespravodlivé“.

Ako je to v prípade lekárskej liečby a mnohých liekov, geoinžinierstvo provokuje vedľajšie účinkyčo si zase bude vyžadovať samostatné opatrenia na ich predchádzanie. Ako zdôraznil Brad Plumer vo Washington Post, keď sa geoinžinierske projekty začali, je ťažké ich zastaviť. Keď napríklad prestaneme rozprašovať reflexné častice do atmosféry, Zem sa začne veľmi rýchlo zahrievať. A náhle sú oveľa horšie ako pomalé.

Nedávna štúdia publikovaná v časopise Journal of Geosciences to objasňuje. Jeho autori prvýkrát použili jedenásť klimatických modelov na predpovedanie toho, čo by sa mohlo stať, keby svet použil solárne geoinžinierstvo na kompenzáciu jednopercentného nárastu globálnych emisií oxidu uhličitého ročne. Dobrou správou je, že model dokáže stabilizovať globálne teploty, ale vyzerá to tak, že ak by sa geoinžinierstvo po dosiahnutí tohto cieľa zastavilo, došlo by ku katastrofálnym teplotným skokom.

Odborníci sa tiež obávajú, že najpopulárnejší geoinžiniersky projekt – čerpanie oxidu siričitého do atmosféry – môže ohroziť niektoré regióny. Zástancovia takýchto akcií sú proti. Štúdia publikovaná v časopise Nature Climate Change v marci 2019 uisťuje, že negatívne účinky takýchto projektov budú veľmi obmedzené. Spoluautor štúdie prof. David Keith z Harvardu, odborník na inžinierstvo a verejnú politiku, hovorí, že vedci by sa nemali dotýkať iba geoinžinierstva, najmä solárneho.

- - Povedal. -

Keithov dokument už kritizovali tí, ktorí sa obávajú, že vedci preceňujú existujúce technológie a že ich optimizmus v súvislosti s metódami geoinžinierstva by mohol odradiť spoločnosť od úsilia o zníženie emisií skleníkových plynov.

Existuje mnoho štúdií, ktoré ukazujú, aké frustrujúce môže byť aplikácia geoinžinierstva. V roku 1991 sa do vysokej atmosféry uvoľnilo 20 megaton oxidu siričitého a celá planéta bola pokrytá vrstvou síranu odrážajúceho veľké množstvo viditeľného svetla. Zem sa ochladila asi o pol stupňa Celzia. Ale po niekoľkých rokoch sírany vypadli z atmosféry a zmena klímy sa vrátila do svojho starého, znepokojujúceho vzoru.

Zaujímavé je, že v tlmenom a chladnejšom svete po Pinatubo sa rastlinám darilo dobre. Najmä lesy. Jedna štúdia ukázala, že počas slnečných dní v roku 1992 sa fotosyntéza v lese Massachusetts zvýšila o 23% v porovnaní s obdobím pred erupciou. Potvrdila sa tak hypotéza, že geoinžinierstvo neohrozuje poľnohospodárstvo. Podrobnejšie štúdie však ukázali, že po erupcii sopky klesla svetová úroda kukurice o 9,3 % a pšenice, sóje a ryže o 4,8 %.

A to by malo priaznivcov globálneho ochladzovania zemegule schladiť.