Sayyoraviy miqyosda DIY

Olimlar kontinental miqyosda oʻrmonlar ekishdan tortib, sunʼiy ravishda yogʻingarchilikni keltirib chiqarishgacha boʻlgan davrda sayyorani tubdan oʻzgartirish boʻyicha yirik geoinjeneriya loyihalarini taklif qilish, sinovdan oʻtkazish va ayrim hollarda amalga oshirishga kirishdilar (1). Ushbu loyihalar cho'llanish, qurg'oqchilik yoki atmosferadagi ortiqcha karbonat angidrid kabi global muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan, ammo o'z-o'zidan juda muammoli.

Global isish oqibatlarini bartaraf etish bo'yicha so'nggi ajoyib g'oya sayyoramizni qaytaradi Quyoshdan uzoqroq orbitaga. Yaqinda chiqqan Xitoy ilmiy-fantastik filmi “Adashib yuruvchi Yer”da insoniyat kengayishning oldini olish uchun Yer orbitasini ulkan itaruvchilar yordamida o‘zgartiradi (2).

Shunga o'xshash narsa mumkinmi? Mutaxassislar hisob-kitoblar bilan shug'ullanishdi, ularning natijalari biroz xavotirli. Agar, masalan, SpaceX Falcon Heavy raketa dvigatellaridan foydalanilgan bo‘lsa, Yerni Mars orbitasiga olib chiqish uchun 300 milliard to‘liq quvvatli “uchirish” kerak bo‘lardi, shu bilan birga Yerdagi moddalarning katta qismi qurilish va quvvat uchun sarflanadi. Bu. Bir oz samaraliroq ion dvigateli Yer atrofidagi orbitaga joylashtirilgan va qandaydir tarzda sayyoraga biriktirilgan bo'lar edi - u qolgan 13% ni boshqa orbitaga o'tkazish uchun Yer massasining 87% dan foydalanadi. Xo'sh, ehtimol? Uning diametri Yerdan yigirma baravar katta bo'lishi kerak edi va Mars orbitasiga sayohat hali ham ... milliard yil davom etadi.

2. “Adashgan yer” filmidan kadr

Shu bois Yerni sovuqroq orbitaga “itarish” loyihasi kelajakda noma’lum muddatga qoldirilishi kerakdek ko‘rinadi. Buning o'rniga, bir nechta joylarda amalga oshirilayotgan loyihalardan biri, yashil to'siqlar qurish sayyoramizning katta sirtlarida. Ular mahalliy o'simliklardan iborat bo'lib, cho'llarning keyingi cho'llanishini to'xtatish uchun cho'llarning chetlariga ekilgan. Ikkita eng katta devor Xitoyda inglizcha nomi bilan tanilgan, ular 4500 km masofada Gobi cho'lining tarqalishini ushlab turishga harakat qilmoqda va katta yashil devor Afrikada (3), Sahroi Kabir chegarasida 8 km gacha.

3. Afrikadagi Sahroi Kabirning tutilishi

Biroq, hatto eng optimistik hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, kerakli miqdordagi CO2ni zararsizlantirish orqali global isish oqibatlarini bartaraf etish uchun bizga kamida bir milliard gektar qo'shimcha o'rmonlar kerak bo'ladi. Bu Kanadaning kattaligidagi hudud.

Potsdam Iqlim tadqiqotlari instituti olimlarining fikricha, daraxt ekish ham iqlimga cheklangan ta'sir ko'rsatadi va umuman samarador yoki yo'qligi haqida noaniqlikni keltirib chiqaradi. Geoinjeneriya ishqibozlari yanada radikal usullarni izlamoqda.

Quyoshni kul rang bilan to'sish

Ko'p yillar oldin taklif qilingan texnika atmosferaga nordon birikmalarni purkash, shuningdek, nomi bilan tanilgan SRM (quyosh radiatsiyasini boshqarish) - bu moddalarni stratosferaga chiqaradigan yirik vulqon otilishi paytida yuzaga keladigan sharoitlarning takrorlanishi (4). Bu, jumladan, bulutlarning paydo bo'lishiga va Yer yuzasiga yetib boruvchi quyosh radiatsiyasining kamayishiga yordam beradi. Olimlar, masalan, uning buyuk ekanligini isbotladilar Pinatubo Filippinda bu 1991 yilda dunyo bo'ylab haroratning kamida ikki yil davomida taxminan 0,5 ° C ga pasayishiga olib keldi.

4. Oltingugurt aerozollarining ta'siri

Darhaqiqat, o'nlab yillar davomida ifloslantiruvchi sifatida juda ko'p miqdorda oltingugurt dioksidini chiqaradigan sanoatimiz uzoq vaqtdan beri quyosh nurlarining o'tishini kamaytirishga hissa qo'shdi. issiqlik balansidagi bu ifloslantiruvchi moddalar har kvadrat metr uchun Yer uchun taxminan 0,4 vatt "yorug'lik" ni ta'minlaydi, deb taxmin qilinadi. Biroq, karbonat angidrid va sulfat kislota bilan biz ishlab chiqaradigan ifloslanish doimiy emas.

Ushbu moddalar stratosferaga ko'tarilmaydi, ular doimiy quyoshga qarshi plyonka hosil qilishi mumkin. Tadqiqotchilarning hisob-kitoblariga ko‘ra, Yer atmosferasidagi kontsentratsiyaning ta’sirini muvozanatlash uchun stratosferaga kamida 5 million tonna yoki undan ko‘prog‘ini quyish kerak bo‘ladi.₂ va boshqa moddalar. Massachusets shtatidagi Aurora Flight Sciences xodimi Jastin MakKlellan kabi bu usul tarafdorlarining hisob-kitoblariga ko‘ra, bunday operatsiyaning narxi yiliga taxminan 10 milliard dollarni tashkil qiladi - bu juda katta miqdor, ammo insoniyatni abadiy yo‘q qilish uchun yetarli emas.

Afsuski, oltingugurt usuli yana bir kamchilikka ega. Sovutish issiqroq hududlarda yaxshi ishlaydi. Qutblar hududida - deyarli yo'q. Shunday qilib, siz taxmin qilganingizdek, muzning erishi va dengiz sathining ko'tarilishi jarayonini bu yo'l bilan to'xtatib bo'lmaydi va pasttekislikdagi qirg'oqbo'yi hududlarini suv bosishidan yo'qotishlar muammosi haqiqiy tahdid bo'lib qoladi.

Yaqinda Garvard olimlari taxminan 20 km balandlikda aerozol yo'llarini kiritish bo'yicha tajriba o'tkazdilar - bu Yer stratosferasiga sezilarli ta'sir ko'rsatish uchun etarli emas. Ular (SCoPEx) balon bilan amalga oshirildi. Aerozol tarkibida w.i. quyosh nurini aks ettiruvchi tuman hosil qiluvchi sulfatlar. Bu sayyoramizda hayratlanarli darajada amalga oshirilayotgan ko'plab cheklangan miqyosdagi geoinjeneriya loyihalaridan biridir.

Kosmik soyabonlar va Yer albedosining ortishi

Ushbu turdagi boshqa loyihalar orasida g'oya e'tiborni tortadi ulkan soyabonni ishga tushirish kosmosga. Bu Yerga yetib boruvchi quyosh radiatsiyasi miqdorini cheklaydi. Bu g'oya o'nlab yillar davomida mavjud edi, lekin hozir ijodiy rivojlanish bosqichida.

2018-yilda Aerospace Technology and Management jurnalida chop etilgan maqolada mualliflar nom bergan loyiha tasvirlangan. Unga muvofiq, Yer, Oy va Quyosh oʻrtasidagi gravitatsion oʻzaro taʼsirlarning murakkab tizimidagi nisbatan barqaror nuqta boʻlgan Lagranj nuqtasida yupqa keng uglerod tolali lentani oʻrnatish rejalashtirilmoqda. Barg quyosh radiatsiyasining ozgina qismini to'sib qo'yadi, ammo bu global haroratni Xalqaro iqlim paneli tomonidan belgilangan 1,5 ° C chegarasidan pastga tushirish uchun etarli bo'lishi mumkin.

Ular biroz o'xshash fikrni taqdim etadilar katta kosmik nometall. Ular 1-da Kaliforniyadagi Lourens Livermor milliy laboratoriyasining astrofiziki Louell Vud tomonidan taklif qilingan. Kontseptsiya samarali bo'lishi uchun aks etish quyosh nurining kamida 1,6% ga tushishi kerak, nometall esa XNUMX million km² maydonga ega bo'lishi kerak.².

Boshqalar quyoshni rag'batlantirish va shuning uchun deb nomlanuvchi jarayonni qo'llash orqali to'sib qo'yishni xohlashadi bulutli ekish. "Urug'lar" tomchilarni hosil qilish uchun kerak. Tabiiyki, suv tomchilari chang zarralari, polen, dengiz tuzi va hatto bakteriyalar atrofida hosil bo'ladi. Ma'lumki, buning uchun kumush yodid yoki quruq muz kabi kimyoviy moddalar ham ishlatilishi mumkin. Bu allaqachon ma'lum va ishlatilgan usullar bilan sodir bo'lishi mumkin. bulutlarni oqartiruvchi va oqartiruvchi, 1990 yilda fizik Jon Latham tomonidan taklif qilingan. Sietldagi Vashington universitetida dengiz bulutli chaqmoq loyihasi dengiz suvini okean ustidagi bulutlarga purkash orqali sayqallash effektiga erishishni taklif qiladi.

Boshqa muhim takliflar Yer albedosining ortishi (ya'ni, aks ettirilgan nurlanishning tushayotgan nurlanish nisbati) uylarni oq rangga bo'yash, yorqin o'simliklar ekish va hatto cho'lda aks ettiruvchi choyshablarni yotqizish uchun ham qo'llaniladi.

Biz yaqinda MT da geomuhandislik arsenalining bir qismi bo'lgan assimilyatsiya usullarini tasvirlab berdik. Ular odatda global miqyosda emas, garchi ularning soni ortib borsa, oqibatlari global bo'lishi mumkin. Biroq, geoinjeneriya nomiga loyiq usullarni izlash davom etmoqda. COni olib tashlash₂ atmosferadan, ba'zilarga ko'ra, o'tishi mumkin okeanlarni ekishAxir, bu bizning sayyoramizdagi asosiy uglerod cho'kmalaridan biri bo'lib, CO ning taxminan 30% ni kamaytirishga mas'uldir.₂. Maqsad ularning samaradorligini oshirishdir.

Ikki eng muhim yo'l - dengizlarni temir va kaltsiy bilan urug'lantirishdir. Bu atmosferadan karbonat angidridni so'rib, uning tubida to'planishiga yordam beradigan fitoplanktonning o'sishini rag'batlantiradi. Kaltsiy birikmalarining qo'shilishi CO bilan reaksiyaga olib keladi.₂ allaqachon okeanda erigan va bikarbonat ionlarining hosil bo'lishi, shu bilan okeanlarning kislotaliligini pasaytiradi va ularni ko'proq CO ni yutishga tayyorlaydi.₂.

Exxon Stablesdan g'oyalar

Geoinjeneriya tadqiqotlarining eng yirik homiylari Heartland instituti, Guver instituti va Amerika tadbirkorlik instituti bo'lib, ularning barchasi neft va gaz sanoati uchun ishlaydi. Shuning uchun geoinjeneriya kontseptsiyalari ko'pincha uglerodni kamaytirish tarafdorlari tomonidan tanqid qilinadi, ularning fikricha, e'tiborni muammoning mohiyatidan chalg'itadi. Bundan tashqari emissiyalarni kamaytirmasdan geoinjeneriyani qo'llash insoniyatni haqiqiy muammoni hal qilmasdan ushbu usullarga qaram qiladi..

ExxonMobil neft kompaniyasi o'zining jasur global loyihalari bilan 90-yillardan beri tanilgan. Okeanlarni temir bilan o'g'itlash va kosmosda 10 trillion dollarlik quyoshdan himoya qilishdan tashqari, u suv yuzasiga yorqin qatlamlar, ko'pik, suzuvchi platformalar yoki boshqa "aks"larni qo'llash orqali okean yuzasini oqartirishni taklif qildi. Yana bir variant - muzning oqligi quyosh nurlarini aks ettirishi uchun Arktika aysberglarini pastki kengliklarga tortib olish edi. Albatta, katta xarajatlarni hisobga olmaganda, okean ifloslanishining ulkan o'sishi xavfi darhol qayd etildi.

Exxon mutaxassislari, shuningdek, Antarktida dengiz muzlari ostidan suvni ko'chirish va keyin uni atmosferaga purkash uchun katta nasoslardan foydalanishni taklif qilishdi va Sharqiy Antarktida muz qatlamida qor yoki muz zarralari sifatida to'planishi mumkin. Tarafdorlarning ta'kidlashicha, agar yiliga uch trillion tonna shu tarzda pompalansa, muz qatlamida 0,3 metr ko'proq qor yog'adi, ammo katta energiya xarajatlari tufayli bu loyiha endi tilga olinmadi.

Exxon otxonalarining yana bir g‘oyasi quyosh nurini sochish uchun Yer yuzasidan 100 km balandlikda joylashgan stratosferada yupqa plyonkali geliy bilan to‘ldirilgan alyuminiy sharlardir. Shuningdek, Shimoliy Atlantika kabi baʼzi muhim hududlarning shoʻrlanishini tartibga solish orqali jahon okeanida suv aylanishini tezlashtirish taklif qilingan. Suvlarning sho'rlanishi uchun, boshqa narsalar qatori, Grenlandiya muz qatlamini saqlab qolish, uning tez erishini oldini olish ko'rib chiqildi. Biroq, Shimoliy Atlantikaning sovishining yon ta'siri Evropani sovutish bo'lib, odamlarning omon qolishini qiyinlashtiradi. Bir arzimas narsa.

Taqdim etilgan ma'lumotlar Geoinjeneriya monitori - Biofuelwatch, ETC Group va Heinrich Boell Foundationning qo'shma loyihasi - butun dunyoda juda ko'p geoinjeneriya loyihalari amalga oshirilganligini ko'rsatadi (5). Xarita faol, tugallangan va tashlab ketilganlarni ko'rsatadi. Ko'rinib turibdiki, bu faoliyatni muvofiqlashtirilgan xalqaro boshqaruv hali ham mavjud emas. Demak, bu global geoinjeneriya emas. Ko'proq apparat kabi.

5. map.geoengineeringmonitor.org sayti bo'yicha geoinjeneriya loyihalari xaritasi

Loyihalarning aksariyati, ya’ni 190 dan ortig‘i allaqachon amalga oshirilgan. uglerod sekvestratsiyasi, ya'ni uglerodni ushlash va saqlash (CCS) va taxminan 80 - uglerodni ushlash, ishlatish va saqlash (, KUSS). Okeanlarni o'g'itlash bo'yicha 35 ta loyihalar va stratosfera aerozollarini in'ektsiya qilish (SAI) 20 dan ortiq loyihalar mavjud. Geoengineering Monitor ro'yxatida biz bulut bilan bog'liq ba'zi tadbirlarni ham topamiz. Eng ko'p loyihalar ob-havoni o'zgartirish uchun yaratilgan. Ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, yog'ingarchilikning ko'payishi bilan bog'liq 222 hodisa va yog'ingarchilikning kamayishi bilan bog'liq 71 hodisa sodir bo'lgan.

Olimlar bahslashishda davom etmoqdalar

Har doim global miqyosda iqlim, atmosfera va okean hodisalarini rivojlantirish tashabbuskorlarining ishtiyoqi savollarni tug'diradi: biz haqiqatan ham o'zimizni geoinjeneriyaga qo'rqmasdan bag'ishlash uchun etarli bilimga egamizmi? Agar, masalan, keng ko'lamli bulutli ekish suv oqimini o'zgartirsa va Janubi-Sharqiy Osiyoda yomg'irli mavsumni kechiktirsa nima bo'ladi? Sholi ekinlari haqida nima deyish mumkin? Agar, masalan, okeanga tonnalab temir to'kish Chili qirg'oqlari bo'ylab baliq populyatsiyasini yo'q qilsa-chi?

okeanda, birinchi marta 2012 yilda Shimoliy Amerikadagi Britaniya Kolumbiyasi qirg'oqlarida amalga oshirilgan, tezda katta suv o'tlari gullashi bilan teskari ta'sir ko'rsatdi. 2008 yilning boshida BMTning 191 davlati noma'lum nojo'ya ta'sirlar, oziq-ovqat zanjirida mumkin bo'lgan o'zgarishlar yoki suv havzalarida kislorod kam bo'lgan hududlarni yaratishdan qo'rqib, okeanlarni urug'lantirishni taqiqlashni ma'qullagan edi. 2018 yil oktyabr oyida yuzdan ortiq NNT geoinjeneriyani "xavfli, keraksiz va adolatsiz" deb qoraladi.

Tibbiy davolanish va ko'plab dorilar bilan bo'lgani kabi, geoinjeneriya ham qo'zg'atadi yon ta'siribu esa, o'z navbatida, ularning oldini olish uchun alohida choralar ko'rishni talab qiladi. Bred Plumer Washington Post gazetasida ta'kidlaganidek, geoinjeneriya loyihalari boshlangandan keyin ularni to'xtatish qiyin. Misol uchun, biz atmosferaga aks ettiruvchi zarrachalarni purkashni to'xtatganimizda, Yer juda tez qizib keta boshlaydi. Va to'satdan bo'lganlar sekindan ko'ra yomonroqdir.

Journal of Geosciences jurnalida chop etilgan yaqinda o'tkazilgan tadqiqot buni aniq ko'rsatmoqda. Uning mualliflari har yili global karbonat angidrid chiqindilarining bir foizga o'sishini qoplash uchun quyosh geoinjeneriyasini qo'llasa, nima bo'lishini bashorat qilish uchun birinchi marta o'n bitta iqlim modelidan foydalangan. Yaxshi xabar shundaki, model global haroratni barqarorlashtirishi mumkin, ammo agar geoinjeneriya bunga erishilgandan so'ng to'xtasa, halokatli harorat ko'tarilishi mumkin.

Mutaxassislar, shuningdek, eng mashhur geoinjeneriya loyihasi - oltingugurt dioksidini atmosferaga quyish ba'zi hududlarni xavf ostiga qo'yishidan qo'rqishadi. Bunday harakatlar tarafdorlari qarshi. 2019-yil mart oyida Nature Climate Change jurnalida chop etilgan tadqiqot bunday loyihalarning salbiy oqibatlari juda cheklanganligiga ishontirmoqda. Tadqiqot hammuallifi, prof. Garvard universitetining muhandislik va davlat siyosati olimi Devid Keytning aytishicha, olimlar geoinjeneriyaga, ayniqsa quyosh energiyasiga shunchaki tegmasliklari kerak.

- - U dedi. -

Keytning maqolasi olimlar mavjud texnologiyalarni ortiqcha baholamoqda va ularning geoinjeneriya usullariga nisbatan optimizmlari jamiyatni issiqxona gazlari emissiyasini kamaytirishga qaratilgan sa'y-harakatlardan qaytarishi mumkinligidan qo'rqqanlar tomonidan allaqachon tanqid qilingan.

Geoinjeneriyani qo'llash qanchalik xafa bo'lishi mumkinligini ko'rsatadigan ko'plab tadqiqotlar mavjud. 1991 yilda yuqori atmosferaga 20 megatonna oltingugurt dioksidi tarqaldi va butun sayyora sulfat qatlami bilan qoplanib, katta miqdordagi ko'rinadigan yorug'likni aks ettirdi. Yer Selsiy bo‘yicha yarim darajaga sovib ketgan. Ammo bir necha yil o'tgach, sulfatlar atmosferadan tushib ketdi va iqlim o'zgarishi o'zining eski, bezovta qiluvchi holatiga qaytdi.

Qizig'i shundaki, Pinatubodan keyin bo'ysungan, sovuqroq dunyoda o'simliklar yaxshi ishlaganga o'xshardi. Ayniqsa o'rmonlar. Bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 1992 yilda quyoshli kunlarda Massachusets o'rmonida fotosintez otilishdan oldingi bilan solishtirganda 23% ga oshgan. Bu geoinjeneriya qishloq xo'jaligiga tahdid solmaydi degan gipotezani tasdiqladi. Biroq, batafsilroq tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, vulqon otilishidan so'ng jahon ekinlari makkajo'xori 9,3% ga, bug'doy, soya va guruch esa 4,8% ga kamaydi.

Bu esa dunyoning global sovishi tarafdorlarini sovutishi kerak.