DIY la scară planetară

De la plantarea pădurilor la scară continentală până la inducerea artificială a precipitațiilor, oamenii de știință au început să propună, să testeze și, în unele cazuri, să implementeze proiecte de geoinginerie la scară largă pentru a transforma radical planeta (1). Aceste proiecte sunt concepute pentru a rezolva probleme globale precum deșertificarea, seceta sau excesul de dioxid de carbon din atmosferă, dar sunt foarte problematice în sine.

Cea mai recentă idee fantastică pentru a inversa efectele încălzirii globale respinge planeta noastră pe o orbită mai îndepărtată de Soare. În filmul științifico-fantastic chinez recent lansat The Wandering Earth, umanitatea schimbă orbita Pământului cu propulsoare uriașe pentru a evita expansiunea (2).

Este posibil ceva asemanator? Experții au fost angajați în calcule, ale căror rezultate sunt oarecum alarmante. Dacă, de exemplu, s-ar folosi motoarele de rachete SpaceX Falcon Heavy, ar fi nevoie de 300 de miliarde de „lansări” cu putere maximă pentru a aduce Pământul pe orbita marțiană, în timp ce cea mai mare parte a materiei Pământului ar fi folosită pentru construcție și putere. Aceasta. Puțin mai eficient ar fi un motor ionic plasat pe orbită în jurul Pământului și atașat cumva de planetă - se presupune că ar folosi 13% din masa Pământului pentru a transfera restul de 87% pe o altă orbită. Asa ca poate? Ar trebui să fie de aproape douăzeci de ori diametrul Pământului, iar călătoria către orbita marțiană ar mai dura... un miliard de ani.

2. Cadru din filmul „The Wandering Earth”

Prin urmare, se pare că proiectul „împingerii” Pământului pe o orbită mai rece ar trebui amânat pe viitor la infinit. În schimb, unul dintre proiectele deja în derulare în mai multe locații, construirea de bariere verzi pe suprafețe mari ale planetei. Sunt formate din vegetație nativă și sunt plantate la marginile deșertului pentru a opri deșertificarea ulterioară. Cele mai mari două ziduri sunt cunoscute sub numele lor englezesc în China, care timp de 4500 km încearcă să limiteze răspândirea deșertului Gobi și marele zid verde în Africa (3), până la 8 km la granița Saharei.

3. Limitarea Saharei în Africa

Cu toate acestea, chiar și cele mai optimiste estimări arată că vom avea nevoie de cel puțin un miliard de hectare de păduri suplimentare pentru a limita efectele încălzirii globale prin neutralizarea cantității necesare de CO2. Aceasta este o zonă de dimensiunea Canadei.

Potrivit oamenilor de știință de la Institutul de Cercetări Climatice din Potsdam, plantarea de copaci are, de asemenea, un impact limitat asupra climei și ridică incertitudinea dacă este eficientă. Pasionații de geoinginerie caută modalități mai radicale.

Blocarea soarelui cu gri

Tehnica propusă cu mulți ani în urmă pulverizarea compușilor acri în atmosferă, cunoscut și sub acronim SRM (gestionarea radiațiilor solare) este o reproducere a condițiilor care apar în timpul erupțiilor vulcanice mari care eliberează aceste substanțe în stratosferă (4). Aceasta contribuie, printre altele, la formarea norilor și la reducerea radiației solare care ajung la suprafața Pământului. Oamenii de știință au dovedit, de exemplu, că el este grozav Pinatubo în Filipine, a dus în 1991 la o scădere a temperaturii la nivel mondial de aproximativ 0,5°C în cel puțin doi ani.

4. Efectul aerosolilor de sulf

De fapt, industria noastră, care emite cantități uriașe de dioxid de sulf ca poluant de zeci de ani, a contribuit mult timp la reducerea transmiterii luminii solare. se estimează că acești poluanți din bilanţul termic asigură aproximativ 0,4 waţi de „luminare” Pământului pe metru pătrat. Cu toate acestea, poluarea pe care o producem cu dioxid de carbon și acid sulfuric nu este permanentă.

Aceste substanțe nu se ridică în stratosferă, unde ar putea forma o peliculă anti-solară permanentă. Cercetătorii estimează că, pentru a echilibra efectul concentrației în atmosfera Pământului, cel puțin 5 milioane de tone sau mai mult ar trebui pompate în stratosferă.₂ si alte substante. Susținătorii acestei metode, precum Justin McClellan de la Aurora Flight Sciences din Massachusetts, estimează că costul unei astfel de operațiuni ar fi de aproximativ 10 miliarde de dolari pe an - o sumă considerabilă, dar nu suficientă pentru a distruge omenirea pentru totdeauna.

Din păcate, metoda sulfului are un alt dezavantaj. Răcirea funcționează bine în regiunile mai calde. În regiunea polilor - aproape deloc. Deci, după cum ați putea ghici, procesul de topire a gheții și creșterea nivelului mării nu poate fi oprit în acest fel, iar problema pierderilor din inundațiile zonelor de coastă joase va rămâne o amenințare reală.

Recent, oamenii de știință de la Harvard au efectuat un experiment pentru a introduce urme de aerosoli la o altitudine de aproximativ 20 km – insuficiente pentru a avea un impact semnificativ asupra stratosferei Pământului. Acestea (SCoPEx) au fost efectuate cu un balon. Aerosolul conținut w.i. sulfați, care creează ceață care reflectă lumina soarelui. Acesta este unul dintre multele proiecte de geoinginerie la scară limitată care se desfășoară pe planeta noastră în număr surprinzător.

Umbrelele spațiale și creșterea albedo-ului Pământului

Printre alte proiecte de acest tip, ideea atrage atenția lansare umbrelă gigantică în spațiul cosmic. Acest lucru ar limita cantitatea de radiație solară care ajunge pe Pământ. Această idee există de zeci de ani, dar acum se află în stadiul de dezvoltare creativă.

Un articol publicat în 2018 în revista Aerospace Technology and Management descrie proiectul, pe care autorii îl numesc. În conformitate cu acesta, se plănuiește plasarea unei panglici late subțiri din fibră de carbon în punctul Lagrange, care este un punct relativ stabil în sistemul complex de interacțiuni gravitaționale dintre Pământ, Lună și Soare. Frunza blochează doar o mică parte din radiația solară, dar asta ar putea fi suficient pentru a aduce temperaturile globale sub limita de 1,5°C stabilită de Panelul Internațional pentru Climă.

Ei prezintă o idee oarecum similară oglinzi spațiale mari. Ele au fost propuse la începutul primului an de către astrofizicianul Lowell Wood de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California. Pentru ca conceptul să fie eficient, reflexia trebuie să cadă pe cel puțin 1% din lumina soarelui, iar oglinzile trebuie să aibă o suprafață de 1,6 milioane km².².

Alții doresc să blocheze soarele stimulând și, prin urmare, aplicând un proces cunoscut sub numele de însămânţarea norilor. „Semințele” sunt necesare pentru a genera picături. În mod natural, picăturile de apă se formează în jurul particulelor de praf, polenului, sării de mare și chiar bacteriilor. Se știe că substanțe chimice precum iodura de argint sau gheața carbonică pot fi, de asemenea, folosite pentru aceasta. Acest lucru se poate întâmpla cu acele metode deja cunoscute și folosite. nori strălucitori și albitori, propus de fizicianul John Latham în 1990. Proiectul Sea Cloud Lightning de la Universitatea Washington din Seattle își propune să obțină un efect de albire prin pulverizarea cu apă de mare pe nori de deasupra oceanului.

Alte propuneri notabile creșterea albedo-ului Pământului (adică raportul dintre radiația reflectată și radiația incidentă) sunt, de asemenea, aplicabile pentru vopsirea caselor în alb, plantarea de plante strălucitoare și poate chiar așezarea foilor reflectorizante în deșert.

Am descris recent tehnicile de absorbție care fac parte din arsenalul de geoinginerie de la MT. În general, acestea nu au o amploare globală, deși dacă numărul lor crește, consecințele pot fi globale. Cu toate acestea, sunt în curs de căutare metode care merită numele de geoinginerie. eliminarea CO₂ din atmosferă poate trece, după unii însămânţarea oceanelorcare, la urma urmei, sunt unul dintre principalele absorbante de carbon de pe planeta noastră, responsabile pentru reducerea cu aproximativ 30% din CO₂. Ideea este de a le îmbunătăți eficiența.

Cele mai importante două moduri sunt fertilizarea mărilor cu fier și calciu. Acest lucru stimulează creșterea fitoplanctonului, care aspiră dioxidul de carbon din atmosferă și ajută la depunerea acestuia pe fund. Adăugarea de compuși de calciu va provoca o reacție cu CO.₂ deja dizolvate în ocean și formarea de ioni de bicarbonat, reducând astfel aciditatea oceanelor și făcându-le receptive la absorbția mai multor CO₂.

Idei de la Exxon Stables

Cei mai mari sponsori ai cercetării în geoinginerie sunt Institutul Heartland, Institutul Hoover și Institutul American Enterprise, toate lucrând pentru industria petrolului și gazelor. Prin urmare, conceptele de geoinginerie sunt adesea criticate de susținătorii reducerii carbonului, care, în opinia lor, abat atenția de la esența problemei. in afara de asta aplicarea geoingineriei fără reducerea emisiilor face ca omenirea să depindă de aceste metode fără a rezolva problema reală.

Compania petrolieră ExxonMobil este cunoscută pentru proiectele sale globale îndrăznețe încă din anii 90. Pe lângă fertilizarea oceanelor cu fier și construirea de protecție solară de 10 trilioane de dolari în spațiu, ea a propus și albirea suprafeței oceanului prin aplicarea de straturi strălucitoare, spumă, platforme plutitoare sau alte „reflexii” pe suprafața apei. O altă opțiune a fost remorcarea aisbergurilor arctice la latitudini mai mici, astfel încât albul gheții să reflecte razele soarelui. Desigur, s-a remarcat imediat pericolul unei creșteri colosale a poluării oceanelor, ca să nu mai vorbim de costurile uriașe.

Experții Exxon au propus, de asemenea, utilizarea unor pompe mari pentru a muta apa de sub gheața antarctică și apoi a o pulveriza în atmosferă pentru a fi depuse sub formă de zăpadă sau particule de gheață pe calota de gheață a Antarcticii de Est. Susținătorii au susținut că dacă s-ar pompa în acest fel trei trilioane de tone pe an, atunci ar fi cu 0,3 metri mai multă zăpadă pe calota de gheață, însă, din cauza costurilor uriașe cu energie, acest proiect nu a mai fost menționat.

O altă idee de la grajdurile Exxon sunt baloanele de aluminiu umplute cu heliu cu peliculă subțire din stratosferă, plasate până la 100 km deasupra suprafeței Pământului pentru a împrăștia lumina soarelui. De asemenea, s-a propus accelerarea circulației apei în oceanele lumii prin reglarea salinității unor regiuni cheie, cum ar fi Atlanticul de Nord. Pentru ca apele să devină mai saline, s-a luat în considerare, printre altele, conservarea calotei de gheață Groenlandei, care să împiedice topirea rapidă a acesteia. Cu toate acestea, efectul secundar al răcirii Atlanticului de Nord ar fi răcirea Europei, îngreunând supraviețuirea oamenilor. Un fleac.

Date furnizate Monitor de geoinginerie - un proiect comun al Biofuelwatch, ETC Group și Heinrich Boell Foundation - arată că în întreaga lume au fost implementate destul de multe proiecte de geoinginerie (5). Harta arată activ, finalizat și abandonat. Se pare că încă nu există un management internațional coordonat al acestei activități. Deci nu este strict geoinginerie globală. Mai degrabă hardware.

5. Harta proiectelor de geoinginerie conform site-ului map.geoengineeringmonitor.org

Majoritatea proiectelor, peste 190, au fost deja implementate. sechestrarea carbonului, adică captarea și stocarea carbonului (CCS) și aproximativ 80 – captarea, utilizarea și stocarea carbonului (, KUSS). Au existat 35 de proiecte de fertilizare oceanică și peste 20 de proiecte de injecție de aerosoli stratosferici (SAI). În lista Monitorului de geoinginerie, găsim și câteva activități legate de cloud. Cel mai mare număr de proiecte a fost creat pentru modificarea vremii. Datele arată că au existat 222 de evenimente asociate cu o creștere a precipitațiilor și 71 de evenimente asociate cu o scădere a precipitațiilor.

Savanții continuă să se certe

Tot timpul, entuziasmul inițiatorilor dezvoltării fenomenelor climatice, atmosferice și oceanice la scară globală ridică întrebări: știm cu adevărat destule pentru a ne devota geoingineriei fără teamă? Ce se întâmplă dacă, de exemplu, însămânțarea norilor la scară largă modifică fluxul de apă și întârzie sezonul ploios în Asia de Sud-Est? Dar culturile de orez? Ce se întâmplă dacă, de exemplu, aruncarea de tone de fier în ocean va distruge populația de pești de-a lungul coastei Chile?

în ocean, implementat pentru prima dată în largul coastei Columbiei Britanice în America de Nord în 2012, s-a răsturnat rapid cu înfloriri masive de alge. La începutul anului 2008, 191 de țări ONU au aprobat interzicerea fertilizării oceanelor de teama efectelor secundare necunoscute, a posibilelor modificări ale lanțului trofic sau a creării unor zone cu oxigen scăzut în corpurile de apă. În octombrie 2018, peste o sută de ONG-uri au denunțat geoingineria drept „periculoasă, inutilă și nedreaptă”.

Ca și în cazul tratamentului medical și al multor medicamente, geoingineria provoacă efecte secundarecare, la rândul lor, vor necesita măsuri separate pentru prevenirea acestora. După cum a subliniat Brad Plumer în Washington Post, odată ce proiectele de geoinginerie au început, sunt greu de oprit. Când, de exemplu, încetăm să pulverizăm particule reflectorizante în atmosferă, Pământul va începe să se încălzească foarte repede. Iar cele bruște sunt mult mai rele decât cele lente.

Un studiu recent publicat în Journal of Geosciences arată clar acest lucru. Autorii săi au folosit unsprezece modele climatice pentru prima dată pentru a prezice ce s-ar putea întâmpla dacă lumea ar aplica geoingineria solară pentru a compensa creșterea anuală de XNUMX% a emisiilor globale de dioxid de carbon. Vestea bună este că modelul poate stabiliza temperaturile globale, dar se pare că dacă geoingineria s-ar opri odată ce s-a realizat, ar exista vârfuri catastrofale de temperatură.

Experții se mai tem că cel mai popular proiect de geoinginerie - pomparea dioxidului de sulf în atmosferă - ar putea pune în pericol unele regiuni. Susținătorii unor astfel de acțiuni se opun. Un studiu publicat în revista Nature Climate Change în martie 2019 asigură că efectele negative ale unor astfel de proiecte vor fi foarte limitate. Coautor al studiului, prof. David Keith de la Harvard, un savant în inginerie și politici publice, spune că oamenii de știință nu ar trebui să atingă doar geoinginerie, în special solară.

- - El a spus. -

Articolul lui Keith a fost deja criticat de cei care se tem că oamenii de știință supraestimează tehnologiile existente și că optimismul lor cu privire la metodele de geoinginerie ar putea descuraja societatea să depună eforturi pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră.

Există multe studii care arată cât de frustrantă poate fi aplicarea geoingineriei. În 1991, 20 de megatone de dioxid de sulf au fost eliberate în atmosfera înaltă, iar întreaga planetă a fost acoperită cu un strat de sulfat, reflectând o cantitate mare de lumină vizibilă. Pământul s-a răcit cu aproximativ o jumătate de grad Celsius. Dar după câțiva ani, sulfații au căzut din atmosferă, iar schimbările climatice au revenit la modelul vechi, tulburător.

Interesant este că, în lumea liniștită și mai rece post-Pinatubo, plantele păreau să se descurce bine. Mai ales pădurile. Un studiu a arătat că în zilele însorite din 1992, fotosinteza într-o pădure din Massachusetts a crescut cu 23% în comparație cu înainte de erupție. Aceasta a confirmat ipoteza că geoingineria nu amenință agricultura. Cu toate acestea, studii mai detaliate au arătat că după erupția vulcanică, culturile mondiale de porumb au scăzut cu 9,3%, iar grâul, soia și orezul cu 4,8%.

Și acest lucru ar trebui să răcească susținătorii răcirii globale a globului.