DIY v planetarnem merilu

Od zasaditve gozdov v celinskem obsegu do umetne indukcije padavin so znanstveniki začeli predlagati, preizkušati in v nekaterih primerih izvajati obsežne geoinženirske projekte za korenito preobrazbo planeta (1). Ti projekti so zasnovani za reševanje globalnih problemov, kot so dezertifikacija, suša ali presežek ogljikovega dioksida v ozračju, vendar so sami po sebi zelo problematični.

Najnovejša fantastična ideja za odpravo posledic globalnega segrevanja odbija naš planet na orbito, ki je oddaljena od Sonca. V nedavno izdanem kitajskem znanstvenofantastičnem filmu The Wandering Earth človeštvo spreminja Zemljino orbito z ogromnimi potisniki, da bi se izognilo širitvi (2).

Je možno kaj podobnega? Strokovnjaki so se ukvarjali z izračuni, katerih rezultati so nekoliko zaskrbljujoči. Če bi na primer uporabili raketne motorje SpaceX Falcon Heavy, bi bilo potrebnih 300 milijard "izstrelitev" s polno močjo, da bi Zemljo spravili v marsovsko orbito, medtem ko bi večino zemeljske snovi uporabili za gradnjo in energijo. to je Nekoliko bolj učinkovit bi bil ionski motor, postavljen v orbito okoli Zemlje in nekako pritrjen na planet – za prenos preostalih 13 % v nadaljnjo orbito naj bi porabil 87 % Zemljine mase. Torej morda? Moral bi biti skoraj dvajsetkrat večji od premera Zemlje, potovanje do Marsove orbite pa bi še vedno trajalo ... milijardo let.

2. Okvir iz filma "The Wandering Earth"

Zato se zdi, da bi bilo treba projekt »potiskanja« Zemlje v hladnejšo orbito odložiti v nedogled. Namesto tega je eden od projektov, ki že potekajo na več kot eni lokaciji, gradnja zelenih pregrad na velikih površinah planeta. Sestavljeni so iz avtohtone vegetacije in so zasajeni na obrobju puščav, da se prepreči nadaljnje dezertifikacija. Dve največji steni sta na Kitajskem znani po angleškem imenu, ki se že 4500 km trudi zadržati širjenje puščave Gobi, in velika zelena stena v Afriki (3), do 8 km na meji s Saharo.

3. Zadrževanje Sahare v Afriki

Vendar tudi najbolj optimistične ocene kažejo, da bomo potrebovali vsaj milijardo hektarov dodatnih gozdov, da bomo z nevtralizacijo zahtevane količine CO2 zajezili posledice globalnega segrevanja. To je območje velikosti Kanade.

Po mnenju znanstvenikov s Potsdamskega inštituta za klimatske raziskave ima sajenje dreves tudi omejen vpliv na podnebje in vzbuja negotovost, ali je sploh učinkovito. Geoinženirski navdušenci iščejo bolj radikalne načine.

Blokiranje sonca s sivo

Tehnika, predlagana pred mnogimi leti razprševanje kislih spojin v ozračje, poznan tudi kot SRM (upravljanje sončnega sevanja) je reprodukcija razmer, ki nastanejo med velikimi vulkanskimi izbruhi, ki sproščajo te snovi v stratosfero (4). To med drugim prispeva k nastanku oblakov in zmanjšanju sončnega sevanja, ki doseže zemeljsko površino. Znanstveniki so na primer dokazali, da je odličen Pinatubo na Filipinih je leta 1991 privedla do svetovnega padca temperature za približno 0,5 °C v vsaj dveh letih.

4. Učinek žveplovih aerosolov

Pravzaprav je naša industrija, ki že desetletja izpušča ogromne količine žveplovega dioksida kot onesnaževalca, že dolgo prispeva k zmanjšanju prenosa sončne svetlobe. ocenjuje se, da ta onesnaževala v toplotni bilanci zagotavljajo približno 0,4 vata "osvetlitve" za Zemljo na kvadratni meter. Vendar onesnaževanje, ki ga povzročamo z ogljikovim dioksidom in žveplovo kislino, ni trajno.

Te snovi se ne dvignejo v stratosfero, kjer bi lahko tvorile trajen protisončni film. Raziskovalci ocenjujejo, da bi bilo treba, da bi uravnotežili učinek koncentracije v zemeljski atmosferi, v stratosfero črpati vsaj 5 milijonov ton ali več.₂ in druge snovi. Zagovorniki te metode, kot je Justin McClellan iz Aurora Flight Sciences v Massachusettsu, ocenjujejo, da bi strošek takšne operacije znašal približno 10 milijard dolarjev na leto – kar precejšen znesek, a premalo, da bi za vedno uničil človeštvo.

Na žalost ima žveplova metoda še eno pomanjkljivost. Hlajenje dobro deluje v toplejših regijah. V bližini polov - skoraj nič. Torej, kot morda ugibate, procesa taljenja ledu in dvigovanja morske gladine na ta način ni mogoče ustaviti, vprašanje izgub zaradi poplavljanja nižinskih obalnih območij pa bo še naprej resna grožnja.

Pred kratkim so znanstveniki s Harvarda izvedli poskus uvedbe aerosolnih sledi na nadmorski višini približno 20 km, kar je nezadostno, da bi pomembno vplivalo na zemeljsko stratosfero. Izvajali so jih (SCoPEx) z balonom. Aerosol je vseboval w.i. sulfati, ki ustvarjajo meglico, ki odbija sončno svetlobo. To je eden od številnih geoinženirskih projektov omejenega obsega, ki se na našem planetu izvajajo v presenetljivem številu.

Vesoljski dežniki in povečanje zemeljskega albeda

Med drugimi tovrstnimi projekti ideja pritegne pozornost izstrelitev velikanskega dežnika v vesolje. To bi omejilo količino sončnega sevanja, ki doseže Zemljo. Ta ideja obstaja že desetletja, zdaj pa je v fazi ustvarjalnega razvoja.

Članek, objavljen leta 2018 v reviji Aerospace Technology and Management, opisuje projekt, ki ga avtorji poimenujejo. V skladu z njim je predvidena postavitev tankega širokega traku iz ogljikovih vlaken na Lagrangeovo točko, ki je relativno stabilna točka v kompleksnem sistemu gravitacijskih interakcij med Zemljo, Luno in Soncem. List blokira le majhen del sončnega sevanja, vendar bi to lahko zadostovalo, da bi globalne temperature znižale pod mejo 1,5 °C, ki jo je določil Mednarodni odbor za podnebje.

Predstavljajo nekoliko podobno idejo velika prostorska ogledala. Predlagal jih je zgodaj v 1. astrofizik Lowell Wood iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Livermore v Kaliforniji. Da bi bil koncept učinkovit, mora odsev pasti na vsaj 1,6 % sončne svetlobe, ogledala pa morajo imeti površino XNUMX milijona km².².

Drugi želijo blokirati sonce s stimulacijo in s tem z uporabo postopka, znanega kot sejanje oblakov. "Semena" so potrebna za ustvarjanje kapljic. Seveda se vodne kapljice tvorijo okoli prašnih delcev, cvetnega prahu, morske soli in celo bakterij. Znano je, da se za to lahko uporabljajo tudi kemikalije, kot sta srebrov jodid ali suhi led. To se lahko zgodi z že znanimi in uporabljenimi metodami. posvetlitev in beljenje oblakov, ki ga je leta 1990 predlagal fizik John Latham. Projekt Sea Cloud Lightning na Univerzi Washington v Seattlu predlaga, da bi dosegli učinek beljenja s pršenjem morske vode na oblake nad oceanom.

Drugi pomembni predlogi povečanje zemeljskega albeda (to je razmerje med odbitim in vpadnim sevanjem) veljajo tudi za barvanje hiš v belo, sajenje svetlih rastlin in morda celo za polaganje odsevnih plošč v puščavi.

Pred kratkim smo opisali absorpcijske tehnike, ki so del geoinženirskega arzenala v MT. Na splošno niso globalni po obsegu, če pa se njihovo število poveča, so lahko posledice globalne. Vendar pa potekajo iskanja metod, ki si zaslužijo ime geoinženiring. odstranitev CO₂ iz ozračja lahko po mnenju nekaterih prehaja skozi zasejanje oceanovki so navsezadnje eden glavnih ponorov ogljika na našem planetu, odgovorni za zmanjšanje približno 30 % CO₂. Ideja je izboljšati njihovo učinkovitost.

Dva najpomembnejša načina sta gnojenje morja z železom in kalcijem. To spodbuja rast fitoplanktona, ki iz ozračja izsesava ogljikov dioksid in ga pomaga odlagati na dno. Dodatek kalcijevih spojin bo povzročil reakcijo s CO.₂ že raztopljeni v oceanu in tvorba bikarbonatnih ionov, s čimer se zmanjša kislost oceanov in postanejo dovzetni za absorpcijo več CO.₂.

Zamisli iz Exxon Stables

Največji sponzorji geoinženirskih raziskav so Heartland Institute, Hoover Institution in American Enterprise Institute, ki vsi delajo za naftno in plinsko industrijo. Zato koncepte geoinženiringa pogosto kritizirajo zagovorniki zmanjšanja ogljika, ki po njihovem mnenju odvračajo pozornost od bistva problema. Poleg tega uporaba geoinženiringa brez zmanjšanja emisij naredi človeštvo odvisno od teh metod, ne da bi rešili pravi problem.

Naftna družba ExxonMobil je že od 90. let prejšnjega stoletja znana po drznih globalnih projektih. Poleg gnojenja oceanov z železom in gradnje sončne zaščite v višini 10 bilijonov dolarjev v vesolju je predlagala tudi beljenje oceanske površine z nanašanjem svetlih plasti, pene, plavajočih platform ali drugih "odsevov" na vodno površino. Druga možnost je bila vlečenje arktičnih ledenih gora na nižje zemljepisne širine, da bi belina ledu odražala sončne žarke. Seveda je bila takoj opažena nevarnost ogromnega povečanja onesnaženosti oceanov, da ne omenjamo velikih stroškov.

Exxonovi strokovnjaki so predlagali tudi uporabo velikih črpalk za premikanje vode izpod antarktičnega morskega ledu in jo nato razpršili v ozračje, da bi se kot sneg ali ledeni delci odložili na ledeno ploščo vzhodne Antarktike. Podporniki so trdili, da če bi na ta način načrpali tri bilijone ton na leto, bi bilo na ledeni plošči 0,3 metra več snega, vendar zaradi velikih stroškov energije ta projekt ni bil več omenjen.

Druga ideja Exxon hlevov so tankoplastni aluminijasti baloni, napolnjeni s helijem, v stratosferi, postavljeni do 100 km nad zemeljsko površino, da razpršijo sončno svetlobo. Predlagano je bilo tudi pospešitev kroženja vode v svetovnih oceanih z uravnavanjem slanosti nekaterih ključnih regij, kot je severni Atlantik. Da bi vode postale bolj slane, se je med drugim štelo tudi za ohranitev grenlandske ledene plošče, ki bi preprečila njeno hitro taljenje. Vendar bi bil stranski učinek ohlajanja severnega Atlantika ohladitev Evrope, kar bi ljudem otežilo preživetje. Malenkost.

Podatki so podani Geoinženirski monitor – skupni projekt Biofuelwatch, ETC Group in Heinrich Boell Foundation – kaže, da je bilo po svetu izvedenih kar nekaj geoinženirskih projektov (5). Zemljevid prikazuje aktivne, dokončane in zapuščene. Zdi se, da še vedno ni usklajenega mednarodnega upravljanja teh dejavnosti. To torej ni strogo globalni geoinženiring. Bolj kot okovje.

5. Zemljevid geoinženirskih projektov po strani map.geoengineeringmonitor.org

Večina projektov, več kot 190, je že izvedenih. sekvestracija ogljika, to je zajemanje in shranjevanje ogljika (CCS), in približno 80 – zajemanje, uporaba in shranjevanje ogljika (, KUSS). Izvedenih je bilo 35 projektov gnojenja oceanov in več kot 20 projektov vbrizgavanja stratosferskega aerosola (SAI). Na seznamu Geoinženiring Monitor najdemo tudi nekaj dejavnosti, povezanih z oblakom. Največ projektov je bilo ustvarjenih za spreminjanje vremena. Podatki kažejo, da je bilo 222 dogodkov povezanih s povečanjem količine padavin in 71 dogodkov, povezanih z zmanjšanjem padavin.

Znanstveniki se še naprej prepirajo

Ves čas navdušenje pobudnikov razvoja podnebnih, atmosferskih in oceanskih pojavov v svetovnem merilu postavlja vprašanja: ali res vemo dovolj, da se lahko brez strahu posvetimo geoinženiringu? Kaj pa, če na primer obsežno sejanje oblakov spremeni pretok vode in odloži deževno sezono v jugovzhodni Aziji? Kaj pa pridelki riža? Kaj pa, če na primer odlaganje ton železa v ocean izbriše ribjo populacijo ob obali Čila?

v oceanu, ki je bil prvič uveden ob obali Britanske Kolumbije v Severni Ameriki leta 2012, je hitro povzročil množično cvetenje alg. V začetku leta 2008 je 191 držav ZN odobrilo prepoved gnojenja oceanov zaradi strahu pred neznanimi stranskimi učinki, možnimi spremembami prehranjevalne verige ali ustvarjanjem območij z nizko vsebnostjo kisika v vodnih telesih. Oktobra 2018 je več kot sto nevladnih organizacij geoinženiring obsodilo kot "nevarno, nepotrebno in nepošteno".

Tako kot pri zdravljenju in številnih zdravilih, geoinženiring provocira stranski učinkikar pa bo zahtevalo ločene ukrepe za njihovo preprečevanje. Kot je Brad Plumer poudaril v Washington Postu, ko se projekti geoinženiringa začnejo, jih je težko ustaviti. Ko na primer nehamo pršiti odsevne delce v ozračje, se bo Zemlja začela zelo hitro segrevati. In nenadni so veliko hujši od počasnih.

Nedavna študija, objavljena v Journal of Geosciences, to jasno kaže. Njegovi avtorji so prvič uporabili enajst podnebnih modelov, da bi napovedali, kaj bi se lahko zgodilo, če bi svet uporabil sončno geoinženiring, da bi nadomestil enoodstotno povečanje svetovnih emisij ogljikovega dioksida letno. Dobra novica je, da lahko model stabilizira globalne temperature, vendar je videti, da bi se, če bi se geoinženiring ustavil, ko bi to dosegli, prišlo do katastrofalnih temperaturnih skokov.

Strokovnjaki se tudi bojijo, da bi lahko najbolj priljubljen geoinženirski projekt – črpanje žveplovega dioksida v ozračje – ogrozil nekatere regije. Podporniki takih dejanj nasprotujejo. Študija, objavljena v reviji Nature Climate Change marca 2019, zagotavlja, da bodo negativni učinki takšnih projektov zelo omejeni. Soavtor študije prof. David Keith s Harvarda, strokovnjak za inženiring in javno politiko, pravi, da se znanstveniki ne bi smeli samo dotikati geoinženiringa, zlasti sončnega.

- - Rekel je. -

Keithov članek so že kritizirali tisti, ki se bojijo, da znanstveniki precenjujejo obstoječe tehnologije in da bi njihov optimizem glede metod geoinženiringa lahko odvrnil družbo od prizadevanj za zmanjšanje izpustov toplogrednih plinov.

Obstaja veliko študij, ki kažejo, kako frustrirajoča je lahko uporaba geoinženiringa. Leta 1991 je bilo v visoko atmosfero izpuščenih 20 megaton žveplovega dioksida, ves planet pa je bil prekrit s plastjo sulfata, ki odseva veliko količino vidne svetlobe. Zemlja se je ohladila za približno pol stopinje Celzija. Toda po nekaj letih so sulfati izpadli iz ozračja in podnebne spremembe so se vrnile na svoj stari, nemirni vzorec.

Zanimivo je, da se je v umirjenem, hladnejšem svetu po Pinatubu rastlinam zdelo dobro. Predvsem gozdovi. Ena študija je pokazala, da se je ob sončnih dneh leta 1992 fotosinteza v gozdu v Massachusettsu povečala za 23 % v primerjavi s pred izbruhom. To je potrdilo hipotezo, da geoinženiring ne ogroža kmetijstva. Vendar so podrobnejše študije pokazale, da so se po izbruhu vulkana svetovni pridelki koruze zmanjšali za 9,3 %, pšenica, soja in riž pa za 4,8 %.

In to bi moralo ohladiti privržence globalnega ohlajanja sveta.