Tee itse planeetan mittakaavassa

Mannermittakaavaisten metsien istuttamisesta sateen keinotekoiseen induktioon tutkijat ovat alkaneet ehdottaa, testata ja joissain tapauksissa toteuttaa laajamittaisia ​​geotekniikkaprojekteja muuttaakseen planeetan radikaalisti (1). Nämä hankkeet on suunniteltu ratkaisemaan globaaleja ongelmia, kuten aavikoitumista, kuivuutta tai liiallista hiilidioksidia ilmakehässä, mutta ne ovat itsessään erittäin ongelmallisia.

Uusin fantastinen idea kääntää ilmaston lämpenemisen vaikutukset hylkii planeettamme kiertoradalle kauempana Auringosta. Äskettäin julkaistussa kiinalaisessa scifi-elokuvassa The Wandering Earth ihmiskunta muuttaa Maan kiertorataa valtavilla ohjauspotkureilla välttääkseen laajenemisen (2).

Onko jotain vastaavaa mahdollista? Asiantuntijat harjoittivat laskelmia, joiden tulokset ovat hieman hälyttäviä. Jos esimerkiksi käytettäisiin SpaceX Falcon Heavy -rakettimoottoreita, maapallon saaminen Marsin kiertoradalle vaatisi 300 miljardia täysitehoista "laukaisua", kun taas suurin osa maapallon aineksista käytettäisiin rakentamiseen ja sähköntuotantoon. Tämä on. Hieman tehokkaampi olisi ionimoottori, joka olisi asetettu kiertoradalle Maan ympäri ja jollain tavalla kiinnitetty planeettaan – sen oletetaan käyttävän 13 % Maan massasta siirtämään loput 87 % toiselle kiertoradalle. Joten ehkä? Sen pitäisi olla melkein kaksikymmentä kertaa Maan halkaisija, ja matka Marsin kiertoradalle kestäisi silti ... miljardi vuotta.

2. Kehys elokuvasta "The Wandering Earth"

Siksi näyttää siltä, ​​että hanke "työntää" Maan kylmemmälle kiertoradalle pitäisi lykätä määräämättömäksi ajaksi tulevaisuudessa. Sen sijaan yksi jo käynnissä olevista hankkeista useammassa kuin yhdessä paikassa, vihreiden esteiden rakentaminen planeetan suurilla pinnoilla. Ne koostuvat alkuperäisestä kasvillisuudesta, ja ne on istutettu aavikoiden reuna-alueille estämään lisäaavikoitumista. Kaksi suurinta muuria tunnetaan englanninkielisellä nimellä Kiinassa, joka 4500 km:n ajan yrittää hillitä Gobin aavikon leviämistä. upea vihreä seinä Afrikassa (3), enintään 8 km Saharan rajalla.

3. Saharan hillitseminen Afrikassa

Kaikkein optimistisimmatkin arviot osoittavat kuitenkin, että tarvitsemme vähintään miljardi hehtaaria lisää metsiä hillitäksemme ilmaston lämpenemisen vaikutuksia neutraloimalla tarvittava määrä hiilidioksidia. Tämä on Kanadan kokoinen alue.

Potsdamin ilmastotutkimusinstituutin tutkijoiden mukaan puiden istutuksella on myös rajallinen vaikutus ilmastoon ja se lisää epävarmuutta sen tehokkuudesta. Geoengineeringin harrastajat etsivät radikaalimpia tapoja.

Auringon estäminen harmaalla

Monia vuosia sitten ehdotettu tekniikka happamien yhdisteiden suihkuttaminen ilmakehään, tunnetaan myös SRM (auringon säteilyn hallinta) on toisto olosuhteista, joita esiintyy suurten tulivuorenpurkausten aikana, jotka vapauttavat näitä aineita stratosfääriin (4). Tämä myötävaikuttaa muun muassa pilvien muodostumiseen ja maan pinnalle pääsevän auringon säteilyn vähenemiseen. Tiedemiehet ovat esimerkiksi osoittaneet, että hän on loistava Pinatubo Filippiineillä se johti vuonna 1991 maailmanlaajuiseen lämpötilan laskuun noin 0,5 °C vähintään kahden vuoden aikana.

4. Rikkiaerosolien vaikutus

Itse asiassa teollisuutemme, joka on vuosikymmeniä vapauttanut valtavia määriä rikkidioksidia saasteena, on jo pitkään vähentänyt auringonvalon läpäisyä. on arvioitu, että nämä lämpötasapainossa olevat epäpuhtaudet tarjoavat noin 0,4 wattia "valaistusta" maapallolle neliömetriä kohti. Hiilidioksidilla ja rikkihapolla tuottamamme saastuminen ei kuitenkaan ole pysyvää.

Nämä aineet eivät nouse stratosfääriin, jossa ne voisivat muodostaa pysyvän aurinkokalvon. Tutkijat arvioivat, että maapallon ilmakehän keskittymisen vaikutusten tasapainottamiseksi stratosfääriin olisi pumpattava vähintään 5 miljoonaa tonnia.₂ ja muut aineet. Tämän menetelmän kannattajat, kuten Justin McClellan Aurora Flight Sciencesista Massachusettsista, arvioivat, että tällaisen operaation kustannukset olisivat noin 10 miljardia dollaria vuodessa - huomattava summa, mutta ei tarpeeksi tuhoamaan ihmiskunnan ikuisesti.

Valitettavasti rikkimenetelmällä on toinen haittapuoli. Jäähdytys toimii hyvin lämpimillä alueilla. Napojen alueella - melkein ei yhtään. Joten, kuten arvata saattaa, jään sulamisprosessia ja merenpinnan nousua ei voida pysäyttää tällä tavalla, ja alavien rannikkoalueiden tulvien aiheuttamat tappiot ovat edelleen todellinen uhka.

Äskettäin Harvardin tutkijat suorittivat kokeen aerosolipolkujen käyttöönottamiseksi noin 20 km:n korkeudessa - mikä ei riitä vaikuttamaan merkittävästi maapallon stratosfääriin. Ne (SCoPEx) suoritettiin ilmapallolla. Aerosoli sisälsi w.i. sulfaatteja, jotka luovat sumua, joka heijastaa auringonvaloa. Tämä on yksi monista rajoitetun mittakaavan geoinsinööriprojekteista, joita planeetallamme toteutetaan yllättävän paljon.

Avaruusvarjot ja maapallon albedon kasvu

Muiden tämäntyyppisten hankkeiden joukossa idea herättää huomiota jättiläinen sateenvarjon laukaisu ulkoavaruuteen. Tämä rajoittaisi Maahan pääsevän auringon säteilyn määrää. Tämä idea on ollut olemassa vuosikymmeniä, mutta se on nyt luovassa kehitysvaiheessa.

Aerospace Technology and Management -lehdessä vuonna 2018 julkaistu artikkeli kuvaa projektia, jonka kirjoittajat nimeävät. Sen mukaisesti Lagrange-pisteeseen, joka on suhteellisen vakaa piste Maan, Kuun ja Auringon välisessä monimutkaisessa gravitaatiovuorovaikutusjärjestelmässä, on tarkoitus sijoittaa ohut leveä hiilikuitunauha. Lehti estää vain pienen osan auringon säteilystä, mutta se saattaa riittää laskemaan maapallon lämpötilat kansainvälisen ilmastopaneelin asettaman 1,5 °C:n rajan alapuolelle.

He esittävät hieman samanlaisen ajatuksen tilavat peilit. Niitä ehdotti 1. päivän alussa astrofyysikko Lowell Wood Lawrence Livermoren kansallisesta laboratoriosta Kaliforniassa. Jotta konsepti olisi tehokas, heijastuksen tulee osua vähintään 1,6 %:iin auringonvalosta ja peilien pinta-alan on oltava XNUMX miljoonaa km².².

Toiset haluavat estää auringon stimuloimalla ja siten soveltamalla prosessia, joka tunnetaan nimellä pilven kylvö. "Siemeniä" tarvitaan pisaroiden synnyttämiseen. Luonnollisesti vesipisaroita muodostuu pölyhiukkasten, siitepölyn, merisuolan ja jopa bakteerien ympärille. Tiedetään, että tähän voidaan käyttää myös kemikaaleja, kuten hopeajodidia tai kuivajäätä. Tämä voi tapahtua jo tunnetuilla ja käytetyillä menetelmillä. kirkastavat ja valkaisevat pilvet, ehdotti fyysikko John Latham vuonna 1990. Seattlessa sijaitsevan Washingtonin yliopiston Sea Cloud Lightning -projektissa ehdotetaan valkaisuvaikutuksen saavuttamista suihkuttamalla merivettä pilviin valtameren yli.

Muita huomionarvoisia ehdotuksia maapallon albedon kasvu (eli heijastuneen säteilyn ja tulevan säteilyn suhdetta) soveltuvat myös talojen maalaamiseen valkoisiksi, kirkkaiden kasvien istuttamiseen ja ehkä jopa heijastavien arkkien asettamiseen erämaahan.

Kuvasimme äskettäin absorptiotekniikoita, jotka ovat osa MT:n geotekniikan arsenaalia. Ne eivät yleensä ole maailmanlaajuisia, vaikka niiden lukumäärän kasvaessa seuraukset voivat olla maailmanlaajuisia. Geoengineeringin nimen ansaitsevia menetelmiä etsitään kuitenkin parhaillaan. CO:n poisto₂ ilmakehästä saattaa joidenkin mukaan kulkeutua valtamerten kylväminenjotka ovat loppujen lopuksi yksi planeettamme tärkeimmistä hiilinieluista ja vähentävät hiilidioksidipäästöjä noin 30 prosenttia.₂. Ajatuksena on parantaa niiden tehokkuutta.

Kaksi tärkeintä tapaa ovat merien lannoitus raudalla ja kalsiumilla. Tämä stimuloi kasviplanktonin kasvua, joka imee hiilidioksidia ilmakehästä ja auttaa laskeutumaan pohjalle. Kalsiumyhdisteiden lisääminen aiheuttaa reaktion CO:n kanssa.₂ ovat jo liuenneet valtamereen ja muodostavat bikarbonaatti-ioneja, mikä vähentää valtamerten happamuutta ja tekee niistä herkkiä absorboimaan enemmän hiilidioksidia₂.

Ideoita Exxon Stablesilta

Geoengineering-tutkimuksen suurimmat sponsorit ovat The Heartland Institute, Hoover Institution ja American Enterprise Institute, jotka kaikki työskentelevät öljy- ja kaasuteollisuudessa. Siksi geoinsinöörikonsepteja arvostelevat usein hiilidioksidin vähentämisen puolestapuhujat, jotka heidän mielestään kääntävät huomion pois ongelman olemuksesta. sitä paitsi Geotekniikan soveltaminen päästöjä vähentämättä tekee ihmiskunnan riippuvaiseksi näistä menetelmistä ratkaisematta todellista ongelmaa.

Öljy-yhtiö ExxonMobil on ollut tunnettu rohkeista globaaleista projekteistaan ​​90-luvulta lähtien. Sen lisäksi, että lannoittaa valtameret raudalla ja rakensi 10 biljoonaa dollaria aurinkosuojaa avaruuteen, hän ehdotti myös valtameren pinnan valkaisua levittämällä kirkkaita kerroksia, vaahtoa, kelluvia alustoja tai muita "heijastuksia" veden pinnalle. Toinen vaihtoehto oli hinata arktisia jäävuoria alemmille leveysasteille, jotta jään valkoisuus heijastaisi auringonsäteitä. Tietenkin vaara valtamerten saastumisen valtavasta lisääntymisestä havaittiin välittömästi, puhumattakaan valtavista kustannuksista.

Exxonin asiantuntijat ovat myös ehdottaneet suurten pumppujen käyttöä veden siirtämiseen Etelämantereen merijään alta ja sen suihkuttamiseksi ilmakehään, jolloin se laskeutuu lumena tai jäähiukkasina Itä-Antarktiksen jääpeitteelle. Kannattajat väittivät, että jos tällä tavalla pumpattaisiin kolme biljoonaa tonnia vuodessa, jääpeitteessä olisi 0,3 metriä enemmän lunta, mutta valtavien energiakustannusten vuoksi tätä hanketta ei enää mainittu.

Toinen Exxonin tallien idea on ohutkalvoheliumtäytteiset alumiinipallot stratosfäärissä, jotka on sijoitettu jopa 100 km:n korkeudelle maan pinnasta hajottamaan auringonvaloa. Myös veden kiertoa maailman valtamerissä on ehdotettu nopeuttamaan säätelemällä joidenkin keskeisten alueiden, kuten Pohjois-Atlantin, suolapitoisuutta. Jotta vedet suolaistuvat, pohdittiin muun muassa Grönlannin jäätikön säilyttämistä, mikä estäisi sen nopean sulamisen. Pohjois-Atlantin jäähtymisen sivuvaikutuksena olisi kuitenkin Euroopan jäähtyminen, mikä vaikeuttaisi ihmisten selviytymistä. Pikku juttu.

Tiedot toimitettu Geoengineering Monitor - Biofuelwatchin, ETC Groupin ja Heinrich Boell Foundationin yhteinen projekti - osoittaa, että geoinsinööriprojekteja on toteutettu melko paljon ympäri maailmaa (5). Kartta näyttää aktiiviset, valmiit ja hylätyt. Vaikuttaa siltä, ​​että tämän toiminnan koordinoitua kansainvälistä hallintaa ei vieläkään ole. Joten se ei ole tiukasti globaalia geotekniikkaa. Enemmän kuin laitteisto.

5. Geoengineering-projektien kartta sivuston map.geoengineeringmonitor.org mukaan

Suurin osa hankkeista, yli 190, on jo toteutettu. hiilen sitomineneli hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) ja noin 80 – hiilidioksidin talteenotto, käyttö ja varastointi (, KUSS). Valtameren lannoitushankkeita on ollut 35 ja stratosfäärin aerosoliruiskutushankkeita (SAI) yli 20. Geoengineering Monitor -luettelosta löydät myös joitain pilvipalveluihin liittyviä toimintoja. Eniten projekteja syntyi säämuutosta varten. Tiedot osoittavat, että sademäärän lisääntymiseen liittyi 222 tapahtumaa ja sademäärän vähenemiseen 71 tapahtumaa.

Tiedemiehet jatkavat väittelyä

Koko ajan ilmasto-, ilmakehä- ja valtameri-ilmiöiden maailmanlaajuisen kehityksen aloitteentekijöiden innostus herättää kysymyksiä: tiedämmekö todella tarpeeksi, jotta voimme omistautua geotekniikalle ilman pelkoa? Entä jos esimerkiksi laajamittainen pilvien kylvö muuttaa veden virtausta ja viivästyttää sadekautta Kaakkois-Aasiassa? Entä riisisadot? Entä jos esimerkiksi tonnien raudan upottaminen mereen pyyhkii pois Chilen rannikon kalakannan?

valtameressä, otettiin ensimmäisen kerran käyttöön Brittiläisen Kolumbian rannikolla Pohjois-Amerikassa vuonna 2012, ja se kostautui nopeasti massiivisten leväkukintojen myötä. Aiemmin vuonna 2008 191 YK-maata hyväksyi valtamerien lannoituskiellon peläten tuntemattomia sivuvaikutuksia, mahdollisia muutoksia ravintoketjuun tai vähähappisten alueiden muodostumista vesistöihin. Lokakuussa 2018 yli sata kansalaisjärjestöä tuomitsi geotekniikan "vaaralliseksi, tarpeettomaksi ja epäreiluksi".

Kuten lääketieteellinen hoito ja monet lääkkeet, geotekniikka provosoi sivuvaikutuksiamikä puolestaan ​​edellyttää erillisiä toimenpiteitä niiden estämiseksi. Kuten Brad Plumer huomautti The Washington Postissa, kun geosuunnitteluprojektit ovat alkaneet, niitä on vaikea pysäyttää. Kun esimerkiksi lopetamme heijastavien hiukkasten ruiskuttamisen ilmakehään, maapallo alkaa lämmetä hyvin nopeasti. Ja äkilliset ovat paljon pahempia kuin hitaat.

Äskettäin Journal of Geosciences -lehdessä julkaistu tutkimus tekee tämän selväksi. Sen kirjoittajat käyttivät ensimmäistä kertaa XNUMX ilmastomallia ennustaakseen, mitä tapahtuisi, jos maailma soveltaisi aurinkogeotekniikkaa kompensoimaan maailmanlaajuisten hiilidioksidipäästöjen yhden prosentin kasvua vuosittain. Hyvä uutinen on, että malli voi vakauttaa maapallon lämpötiloja, mutta näyttää siltä, ​​että jos geotekniikka loppuisi, kun se saavutetaan, lämpötilapiikkejä olisi katastrofaalisia.

Asiantuntijat pelkäävät myös, että suosituin geoinsinööriprojekti - rikkidioksidin pumppaus ilmakehään - saattaa vaarantaa joitakin alueita. Tällaisten toimien kannattajat vastustavat. Nature Climate Change -lehdessä maaliskuussa 2019 julkaistu tutkimus vakuuttaa, että tällaisten hankkeiden kielteiset vaikutukset ovat hyvin rajalliset. Tutkimuksen toinen kirjoittaja, prof. Harvardin David Keith, insinööri- ja julkispolitiikan tutkija, sanoo, että tutkijoiden ei pitäisi koskea vain geotekniikkaa, erityisesti aurinkoenergiaa.

- - Hän sanoi. -

Keithin artikkelia ovat jo kritisoineet ne, jotka pelkäävät, että tutkijat yliarvioivat olemassa olevia teknologioita ja että heidän optimisminsa geoinsinöörimenetelmien suhteen voisi saada yhteiskuntaa luopumaan pyrkimyksistä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.

On monia tutkimuksia, jotka osoittavat, kuinka turhauttavaa geotekniikan soveltaminen voi olla. Vuonna 1991 20 megatonnia rikkidioksidia vapautui korkeaan ilmakehään, ja koko planeetta oli peitetty sulfaattikerroksella, joka heijastaa suurta määrää näkyvää valoa. Maapallo on jäähtynyt noin puoli celsiusastetta. Mutta muutaman vuoden kuluttua sulfaatit putosivat ilmakehästä, ja ilmastonmuutos palasi vanhaan, huolestuttavaan malliinsa.

Mielenkiintoista on, että hillityssä, viileämmässä Pinatubon jälkeisessä maailmassa kasvit näyttivät pärjäävän hyvin. Varsinkin metsät. Eräs tutkimus osoitti, että aurinkoisina päivinä vuonna 1992 fotosynteesi Massachusettsin metsässä lisääntyi 23 % verrattuna ennen purkausta. Tämä vahvisti hypoteesin, että geotekniikka ei uhkaa maataloutta. Tarkemmat tutkimukset osoittivat kuitenkin, että tulivuorenpurkauksen jälkeen maissin sato putosi maailmassa 9,3 prosenttia ja vehnän, soijapapujen ja riisin sato 4,8 prosenttia.

Ja tämän pitäisi viilentää maapallon globaalin jäähtymisen kannattajia.