Планетарлық масштабтағы DIY
технология

Планетарлық масштабтағы DIY

Материктік масштабтағы ормандарды отырғызудан бастап, жауын-шашынның жасанды индукциясына дейін ғалымдар ғаламшарды түбегейлі өзгерту үшін ауқымды геоинженерлік жобаларды ұсынып, сынап, кейбір жағдайларда жүзеге асыра бастады (1). Бұл жобалар шөлдену, құрғақшылық немесе атмосферадағы артық көмірқышқыл газы сияқты жаһандық мәселелерді шешуге арналған, бірақ өз алдына өте проблемалық.

Жаһандық жылыну салдарын жоюдың соңғы фантастикалық идеясы планетамызды кері қайтарады Күннен алыс орбитаға. Жақында жарық көрген қытайлық ғылыми-фантастикалық фильмде «Адасқан жер» адамзат кеңейіп кетпеу үшін Жер орбитасын орбитаға ауыстырады (2).

Осыған ұқсас нәрсе мүмкін бе? Сарапшылар есептеулермен айналысты, оның нәтижелері біршама алаңдатады. Егер, мысалы, SpaceX компаниясының Falcon Heavy зымыран қозғалтқыштары пайдаланылса, Жерді Марс орбитасына шығару үшін 300 миллиард толық қуатты «ұшу» қажет болады, ал Жердегі заттардың көп бөлігі құрылыс пен қуат үшін пайдаланылады. Бұл. Жердің айналасындағы орбитаға орналастырылған және қандай да бір жолмен планетаға бекітілген иондық қозғалтқыш сәл тиімдірек болады - ол қалған 13% орбитаға ауыстыру үшін Жер массасының 87% -ын пайдаланады. Мүмкін? Ол Жердің диаметрінен жиырма есе үлкен болуы керек еді, ал Марс орбитасына саяхат әлі де ... миллиард жылды алады.

2. «Қаңғыбас жер» фильмінен кадр

Сондықтан Жерді суық орбитаға «итеру» жобасын болашақта белгісіз мерзімге кейінге қалдыру керек сияқты. Оның орнына, бірнеше жерде жүзеге асырылып жатқан жобалардың бірі, жасыл тосқауылдар салу планетаның үлкен беттерінде. Олар жергілікті өсімдіктерден тұрады және одан әрі шөлейттенуді тоқтату үшін шөлдердің шеттеріне отырғызылады. Ең үлкен екі қабырға 4500 км бойы Гоби шөлінің таралуын ұстап тұруға тырысатын Қытайда ағылшын атауымен белгілі. үлкен жасыл қабырға Африкада (3), Сахара шекарасында 8 км-ге дейін.

3. Африкадағы Сахараның шектелуі

Дегенмен, ең оптимистік бағалаулар да CO2 қажетті мөлшерін бейтараптандыру арқылы жаһандық жылыну салдарын ұстау үшін бізге кемінде бір миллиард гектар қосымша ормандар қажет болатынын көрсетеді. Бұл жер көлемі Канадамен бірдей.

Потсдам Климаттық зерттеулер институты ғалымдарының айтуынша, ағаш отырғызу да климатқа шектеулі әсер етеді және оның тиімді екендігі туралы белгісіздік тудырады. Геоинженерия әуесқойлары түбегейлі жолдарды іздейді.

Күнді сұр түспен жабу

Көптеген жылдар бұрын ұсынылған техника қышқыл қосылыстарды атмосфераға шашу, сондай -ақ белгілі SRM (күн радиациясын басқару) бұл заттарды стратосфераға шығаратын үлкен жанартау атқылауы кезінде пайда болатын жағдайлардың қайталануы (4). Бұл басқалармен қатар бұлттардың пайда болуына және жер бетіне түсетін күн радиациясының төмендеуіне ықпал етеді. Ғалымдар, мысалы, оның ұлы екенін дәлелдеді Пинатубо Филиппинде ол 1991 жылы кем дегенде екі жыл ішінде дүние жүзінде температураның шамамен 0,5°C төмендеуіне әкелді.

4. Күкіртті аэрозольдердің әсері

Шын мәнінде, ондаған жылдар бойы ластаушы зат ретінде орасан зор мөлшерде күкірт диоксиді шығаратын біздің өнеркәсібіміз ұзақ уақыт бойы күн сәулесінің өтуін азайтуға ықпал етті. жылу балансындағы бұл ластаушы заттар Жер үшін шаршы метрге шамамен 0,4 Вт «жарық» береді деп бағаланады. Дегенмен, көмірқышқыл газымен және күкірт қышқылымен шығаратын ластануымыз тұрақты емес.

Бұл заттар стратосфераға көтерілмейді, онда олар күн сәулесіне қарсы тұрақты пленка түзе алады. Зерттеушілер Жер атмосферасындағы концентрация әсерін теңестіру үшін стратосфераға кемінде 5 миллион тонна немесе одан да көп су айдау керек деп есептейді.2 және басқа заттар. Массачусетс штатындағы Aurora Flight Sciences қызметкері Джастин МакКлеллан сияқты бұл әдісті жақтаушылар мұндай операцияның құны жылына шамамен 10 миллиард долларды құрайды - бұл айтарлықтай сома, бірақ адамзатты мәңгілікке жоюға жеткіліксіз деп есептейді.

Өкінішке орай, күкірт әдісінің тағы бір кемшілігі бар. Салқындату жылы аймақтарда жақсы жұмыс істейді. Полюстер аймағында – жоқтың қасы. Сонымен, сіз болжағандай, мұздың еру процесін және теңіз деңгейінің көтерілуін бұлай тоқтату мүмкін емес, ал жағалаудағы төмен аймақтарды су басуынан болатын шығындар мәселесі нақты қауіп болып қала береді.

Жақында Гарвард ғалымдары шамамен 20 км биіктікте аэрозольдік жолдарды енгізу бойынша эксперимент жүргізді - бұл Жердің стратосферасына айтарлықтай әсер ету үшін жеткіліксіз. Олар (SCoPEx) шармен орындалды. Аэрозоль құрамында w.i. күн сәулесін көрсететін тұман тудыратын сульфаттар. Бұл біздің планетамызда таңқаларлық сандармен жүзеге асырылып жатқан көптеген шектеулі ауқымды геоинженерлік жобалардың бірі.

Ғарыштық қолшатырлар және Жер альбедосының ұлғаюы

Осы түрдегі басқа жобалардың арасында идея назар аударады алып қолшатыр ұшыру ғарыш кеңістігіне. Бұл Жерге түсетін күн радиациясының мөлшерін шектейді. Бұл идея ондаған жылдар бойы болды, бірақ қазір шығармашылық даму сатысында.

2018 жылы Aerospace Technology and Management журналында жарияланған мақала авторлар атаған жобаны сипаттайды. Оған сәйкес, Жер, Ай және Күн арасындағы гравитациялық өзара әрекеттесулердің күрделі жүйесіндегі салыстырмалы тұрақты нүкте болып табылатын Лагранж нүктесінде жұқа кең көміртекті талшықты таспаны орналастыру жоспарлануда. Жапырақ күн радиациясының аз ғана бөлігін блоктайды, бірақ бұл жаһандық температураны Халықаралық климаттық панель белгілеген 1,5 ° C шегінен төмендетуге жеткілікті болуы мүмкін.

Олар біршама ұқсас идеяны ұсынады үлкен кеңістік айналар. Оларды бірінші жылы Калифорниядағы Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасының астрофизигі Лоуэлл Вуд ұсынған. Тұжырымдама тиімді болуы үшін шағылысу күн сәулесінің кем дегенде 1% түсуі керек, ал айналардың ауданы 1,6 миллион км² болуы керек.2.

Басқалары ынталандыру және осылайша белгілі процесті қолдану арқылы күнді жауып тастағысы келеді бұлтты себу. Тамшыларды жасау үшін «тұқымдар» қажет. Әрине, су тамшылары шаң бөлшектерінің, тозаңның, теңіз тұзының және тіпті бактериялардың айналасында пайда болады. Бұл үшін күміс йодид немесе құрғақ мұз сияқты химиялық заттарды да қолдануға болатыны белгілі. Бұл бұрыннан белгілі және қолданылған әдістермен болуы мүмкін. бұлттарды ағартатын және ағартатын, 1990 жылы физик Джон Лэтхэм ұсынған. Сиэтлдегі Вашингтон университетіндегі «Теңіз бұлтындағы найзағай» жобасы теңіз суын мұхит үстіндегі бұлттарға шашу арқылы ағартқыш әсерге қол жеткізуді ұсынады.

Басқа маңызды ұсыныстар Жердің альбедосының жоғарылауы (яғни, шағылысқан сәулеленудің түскен сәулеленуге қатынасы) үйлерді ақ түске бояуға, жарқын өсімдіктерді отырғызуға және тіпті шөлге шағылыстыратын парақтарды төсеуге де қатысты.

Жақында біз МТ-дағы геоинженерлік арсеналдың бөлігі болып табылатын сіңіру әдістерін сипаттадық. Олар, әдетте, ауқымы бойынша жаһандық емес, дегенмен олардың саны көбейсе, салдары жаһандық болуы мүмкін. Дегенмен, геоинженерия деген атқа лайық әдістерді іздеу жүріп жатыр. CO-ны жою2 атмосферадан, кейбіреулердің пікірінше, өтуі мүмкін мұхиттарды себуолар, сайып келгенде, біздің планетамыздағы негізгі көміртекті раковиналардың бірі болып табылады және СО-ның шамамен 30% -ын азайтуға жауап береді.2. Оның мақсаты - олардың тиімділігін арттыру.

Ең маңызды екі әдіс - теңіздерді темір мен кальциймен ұрықтандыру. Бұл атмосферадан көмірқышқыл газын сорып, оның түбіне түсуіне көмектесетін фитопланктонның өсуін ынталандырады. Кальций қосылыстарын қосу CO-мен реакцияны тудырады.2 қазірдің өзінде мұхитта еріген және бикарбонат иондарының түзілуі, осылайша мұхиттардың қышқылдығын төмендетеді және оларды көбірек CO сіңіруге қабілетті етеді.2.

Exxon Stables ұсынған идеялар

Геоинженерлік зерттеулердің ең үлкен демеушілері - мұнай және газ өнеркәсібінде жұмыс істейтін The Heartland институты, Гувер институты және американдық кәсіпорын институты. Сондықтан геоинженерлік концепцияларды көміртекті азайтуды жақтаушылар жиі сынға алады, олардың пікірінше, назарды мәселенің мәнінен алшақтатады. Сонымен қатар шығарындыларды азайтпай геоинженерияны қолдану адамзатты нақты мәселені шешпестен осы әдістерге тәуелді етеді..

ExxonMobil мұнай компаниясы 90 жылдардан бері батыл жаһандық жобаларымен танымал. Мұхиттарды темірмен тыңайтып, ғарышта 10 триллион долларлық күннен қорғайтын құрылыс салудан басқа, ол су бетіне жарқын қабаттар, көбік, қалқымалы платформалар немесе басқа да «шағылыстар» қолдану арқылы мұхит бетін ағартуды ұсынды. Тағы бір нұсқа - мұздың ақтығы күн сәулесін көрсететіндей етіп, арктикалық айсбергтерді төменгі ендіктерге сүйреп апару болды. Әрине, орасан зор шығындарды айтпағанда, мұхиттың ластануының орасан зор өсу қаупі бірден байқалды.

Exxon сарапшылары сондай-ақ Антарктикадағы теңіз мұзының астынан суды жылжыту үшін үлкен сорғыларды пайдалануды ұсынды, содан кейін оны қар немесе мұз бөлшектері ретінде Шығыс Антарктика мұз қабатына түсетін етіп атмосфераға шашады. Қолдаушылар жылына үш триллион тонна осылай айдалса, мұз қабатында қар 0,3 метрге артық болады деп мәлімдеді, бірақ энергияның үлкен шығындарына байланысты бұл жоба енді айтылмады.

Exxon қораларының тағы бір идеясы - күн сәулесін шашырату үшін жер бетінен 100 км-ге дейін жоғары орналасқан стратосферадағы жұқа қабықшалы гелий толтырылған алюминий шарлары. Сондай-ақ Солтүстік Атлантика сияқты кейбір негізгі аймақтардың тұздылығын реттеу арқылы дүниежүзілік мұхиттағы су айналымын жеделдету ұсынылды. Судың тұзды болуы үшін, басқалармен қатар, Гренландия мұз қабатын сақтау қарастырылды, бұл оның тез еруіне жол бермейді. Дегенмен, Солтүстік Атлантиканың салқындауының жанама әсері Еуропаны салқындатып, адамдардың өмір сүруін қиындатады. Ұсақ-түйек.

Берілген деректер Геоинженерлік монитор - Biofuelwatch, ETC Group және Heinrich Boell Foundation бірлескен жобасы - бүкіл әлемде көптеген геоинженерлік жобалар жүзеге асырылғанын көрсетеді (5). Карта белсенді, аяқталған және тасталғандарды көрсетеді. Әлі күнге дейін бұл қызметті үйлестірілген халықаралық басқару жоқ сияқты. Сондықтан бұл жаһандық геоинженерия емес. Аппараттық құрал сияқты.

5. map.geoengineeringmonitor.org сайты бойынша геоинженерлік жобалар картасы

Жобалардың көпшілігі, яғни 190-нан астамы қазірдің өзінде жүзеге асырылды. көміртекті секвестрлеу, яғни көміртекті ұстау және сақтау (CCS) және шамамен 80 – көміртекті алу, пайдалану және сақтау (, KUSS). Мұхиттарды тыңайту бойынша 35 жоба және стратосфералық аэрозольді айдау (SAI) бойынша 20-дан астам жобалар болды. Геоинженерлік монитор тізімінде біз бұлтқа қатысты кейбір әрекеттерді де табамыз. Жобалардың ең көп саны ауа райының өзгеруіне арналған. Деректер жауын-шашынның көбеюіне байланысты 222 оқиға және жауын-шашынның азаюына байланысты 71 оқиға болғанын көрсетеді.

Ғалымдар дауды жалғастыруда

Әлемдік ауқымдағы климаттық, атмосфералық және мұхиттық құбылыстарды дамытудың бастамашыларының ынта-жігері үнемі сұрақтар тудырады: біз өзімізді геоинженерияға қорықпай арнау үшін жеткілікті білеміз бе? Мысалы, бұлттардың кең ауқымды себілуі су ағынын өзгертіп, Оңтүстік-Шығыс Азиядағы жаңбырлы маусымды кешіктірсе ше? Күріш дақылдары туралы не деуге болады? Мысалы, мұхитқа тонналаған темір төгілсе, Чили жағалауындағы балық популяциясы жойылса ше?

мұхитта, алғаш рет 2012 жылы Солтүстік Америкадағы Британдық Колумбия жағалауында жүзеге асырылды, балдырлардың жаппай гүлденуімен тез кері әсер етті. 2008 жылдың басында БҰҰ-ның 191 елі белгісіз жанама әсерлерден, азық-түлік тізбегіндегі мүмкін өзгерістерден немесе су қоймаларында оттегі аз аймақтарды құрудан қорқып, мұхиттарды ұрықтандыруға тыйым салуды мақұлдаған. 2018 жылдың қазан айында жүзден астам ҮЕҰ геоинженерияны «қауіпті, қажетсіз және әділетсіз» деп айыптады.

Медициналық емдеу және көптеген дәрі-дәрмектер сияқты, геоинженерия арандатады жанама әсерлерібұл өз кезегінде олардың алдын алу үшін бөлек шараларды қажет етеді. Брэд Плумер Вашингтон Постта атап өткендей, геоинженерлік жобалар басталғаннан кейін оларды тоқтату қиын. Мысалы, атмосфераға шағылыстыратын бөлшектерді шашуды тоқтатқанда, Жер өте тез қыза бастайды. Ал кенеттен шыққандар баяуларға қарағанда әлдеқайда нашар.

Journal of Geosciences журналында жақында жарияланған зерттеу мұны анық көрсетеді. Оның авторлары жыл сайын жаһандық көмірқышқыл газы шығарындыларының бір пайыздық ұлғаюын өтеу үшін әлем күн геоинженериясын қолданса, не болатынын болжау үшін бірінші рет климаттың он бір моделін пайдаланды. Жақсы жаңалық - бұл модель жаһандық температураны тұрақтандырады, бірақ егер геоинженерлік бұл қол жеткізілгеннен кейін тоқтаса, апатты температура көтерілуі мүмкін сияқты.

Сарапшылар сонымен қатар ең танымал геоинженерлік жоба – күкірт диоксидін атмосфераға айдау – кейбір аймақтарға қауіп төндіреді деп қауіптенеді. Мұндай әрекеттерді жақтаушылар қарсы. 2019 жылдың наурыз айында Nature Climate Change журналында жарияланған зерттеу мұндай жобалардың теріс әсерлері өте шектеулі болады деп сендіреді. Зерттеудің бірлескен авторы, проф. Гарвардтың инженерлік және қоғамдық саясат жөніндегі ғалымы Дэвид Кит ғалымдар геоинженерияға, әсіресе күн энергиясына қол тигізбеу керек дейді.

- - Деді ол. -

Кейттің мақаласын ғалымдар бар технологияларды асыра бағалайды және олардың геоинженерлік әдістерге деген оптимизмі қоғамды парниктік газдар шығарындыларын азайтуға күш салудан тайдырады деп қорқатындар сынға алды.

Геоинженерияны қолдану қаншалықты көңілсіз болатынын көрсететін көптеген зерттеулер бар. 1991 жылы жоғары атмосфераға 20 мегатонна күкірт диоксиді шығарылды және бүкіл планета көрінетін жарықтың көп мөлшерін көрсететін сульфат қабатымен жабылды. Жер Цельсий бойынша жарты градусқа салқындаған. Бірақ бірнеше жылдан кейін сульфаттар атмосферадан шығып, климаттың өзгеруі бұрынғы, мазасыз үлгісіне оралды.

Бір қызығы, Пинатубодан кейінгі тыныш, салқын әлемде өсімдіктер жақсы жұмыс істегендей болды. Әсіресе ормандар. Бір зерттеу 1992 жылы күн шуақты күндері Массачусетс орманындағы фотосинтез атқылау алдындағымен салыстырғанда 23%-ға артқанын көрсетті. Бұл геоинженерия ауыл шаруашылығына қауіп төндірмейді деген гипотезаны растады. Дегенмен, егжей-тегжейлі зерттеулер жанартау атқылауынан кейін жаһандық жүгері дақылдары 9,3%, ал бидай, соя және күріш 4,8% төмендегенін көрсетті.

Бұл жер шарының жаһандық салқындауын жақтаушыларды салқындатуы керек.

пікір қалдыру