DIY på planetarisk skala

Fra plantning af skove på kontinental skala til kunstig induktion af nedbør, er forskere begyndt at foreslå, teste og i nogle tilfælde implementere store geoingeniørprojekter for radikalt at transformere planeten (1). Disse projekter er designet til at løse globale problemer såsom ørkendannelse, tørke eller overskydende kuldioxid i atmosfæren, men er meget problematiske i sig selv.

Den seneste fantastiske idé til at vende virkningerne af global opvarmning frastøder vores planet til en bane længere fra Solen. I den nyligt udgivne kinesiske science fiction-film The Wandering Earth ændrer menneskeheden jordens kredsløb med enorme thrustere for at undgå udvidelse (2).

Er noget lignende muligt? Eksperter var engageret i beregninger, hvis resultater er noget alarmerende. Hvis for eksempel SpaceX's Falcon Heavy raketmotorer blev brugt, ville det tage 300 milliarder fuld-power "opsendelser" at få Jorden i Mars kredsløb, mens det meste af Jordens stof ville blive brugt til konstruktion og kraft. Det her. Lidt mere effektiv ville være en ionmotor placeret i kredsløb om Jorden og på en eller anden måde knyttet til planeten - den ville angiveligt bruge 13% af Jordens masse til at overføre de resterende 87% til en yderligere bane. Så måske? Den skulle være næsten tyve gange Jordens diameter, og rejsen til Mars-kredsløb ville stadig tage ... en milliard år.

2. Ramme fra filmen "The Wandering Earth"

Derfor ser det ud til, at projektet med at "skubbe" Jorden ind i et koldere kredsløb bør udsættes på ubestemt tid i fremtiden. I stedet er et af de projekter, der allerede er i gang mere end ét sted, opførelse af grønne barrierer på store overflader af planeten. De består af naturlig vegetation og er plantet i udkanten af ​​ørkener for at stoppe yderligere ørkendannelse. De to største mure er kendt under deres engelske navn i Kina, som i 4500 km forsøger at begrænse udbredelsen af ​​Gobi-ørkenen, og stor grøn væg i Afrika (3), op til 8 km på grænsen til Sahara.

3. Inddæmning af Sahara i Afrika

Men selv de mest optimistiske skøn viser, at vi vil have brug for mindst en milliard hektar ekstra skove for at begrænse virkningerne af den globale opvarmning ved at neutralisere den nødvendige mængde CO2. Dette er et område på størrelse med Canada.

Ifølge forskere fra Potsdam Institute for Climatic Research har træplantning også en begrænset indvirkning på klimaet og rejser usikkerhed om, hvorvidt det overhovedet er effektivt. Geoengineering-entusiaster leder efter mere radikale måder.

Blokerer solen med grå

Teknik foreslået for mange år siden sprøjtning af sure forbindelser ud i atmosfæren, også kendt under akronymet SRM (solar radiation management) er en gengivelse af de forhold, der opstår under store vulkanudbrud, der frigiver disse stoffer til stratosfæren (4). Dette bidrager blandt andet til dannelse af skyer og reduktion af solstråling, der når jordens overflade. Forskere har for eksempel bevist, at han er fantastisk Pinatubo i Filippinerne førte det i 1991 til et verdensomspændende temperaturfald på omkring 0,5°C over mindst to år.

4. Effekt af svovlaerosoler

Faktisk har vores industri, som har udsendt enorme mængder svovldioxid som et forurenende stof i årtier, længe bidraget til at reducere transmissionen af ​​sollys. det anslås, at disse forurenende stoffer i varmebalancen giver omkring 0,4 watt "lys" til Jorden pr. kvadratmeter. Den forurening, vi producerer med kuldioxid og svovlsyre, er dog ikke permanent.

Disse stoffer stiger ikke op i stratosfæren, hvor de kan danne en permanent anti-solfilm. Forskerne vurderer, at for at afbalancere effekten af ​​koncentration i jordens atmosfære, skal der pumpes mindst 5 millioner tons eller mere ind i stratosfæren.₂ og andre stoffer. Tilhængere af denne metode, såsom Justin McClellan fra Aurora Flight Sciences i Massachusetts, vurderer, at omkostningerne ved en sådan operation vil være omkring 10 milliarder dollars om året – et betragteligt beløb, men ikke nok til at ødelægge menneskeheden for altid.

Desværre har svovlmetoden en anden ulempe. Køling fungerer godt i varmere områder. I området af polerne - næsten ingen. Så som du måske gætter, kan processen med at smelte is og stigende havniveauer ikke stoppes på denne måde, og spørgsmålet om tab fra oversvømmelser af lavtliggende kystområder vil fortsat være en reel trussel.

For nylig udførte forskere fra Harvard et eksperiment for at introducere aerosolstier i en højde af omkring 20 km - utilstrækkeligt til at have en væsentlig indvirkning på Jordens stratosfære. De (SCoPEx) blev udført med en ballon. Aerosolen indeholdt w.i. sulfater, som skaber dis, der reflekterer sollys. Dette er et af mange geoingeniørprojekter i begrænset skala, der udføres på vores planet i overraskende antal.

Rumparaplyer og stigningen i Jordens albedo

Blandt andre projekter af denne type vækker ideen opmærksomhed kæmpe paraplylancering ud i det ydre rum. Dette ville begrænse mængden af ​​solstråling, der når Jorden. Denne idé har eksisteret i årtier, men er nu i den kreative udviklingsfase.

En artikel publiceret i 2018 i tidsskriftet Aerospace Technology and Management beskriver projektet, som forfatterne navngiver. I overensstemmelse med den er det planlagt at placere et tyndt bredt kulfiberbånd ved Lagrange-punktet, som er et relativt stabilt punkt i det komplekse system af gravitationsinteraktioner mellem Jorden, Månen og Solen. Bladet udelukker kun en lille del af solstrålingen, men det kan være nok til at bringe globale temperaturer under grænsen på 1,5°C, som er fastsat af Det Internationale Klimapanel.

De præsenterer en lidt lignende idé store rumspejle. De blev foreslået tidligt i 1. af astrofysiker Lowell Wood fra Lawrence Livermore National Laboratory i Californien. For at konceptet skal være effektivt, skal reflektionen falde på mindst 1,6 % af sollys, og spejlene skal have et areal på XNUMX millioner km².².

Andre ønsker at blokere for solen ved at stimulere og derfor anvende en proces kendt som sky seeding. "Frø" er nødvendige for at generere dråber. Naturligvis dannes vanddråber omkring støvpartikler, pollen, havsalt og endda bakterier. Det er kendt, at kemikalier som sølviodid eller tøris også kan bruges til dette. Dette kan ske med de allerede kendte og anvendte metoder. lysende og blegende skyer, foreslået af fysikeren John Latham i 1990. Sea Cloud Lightning Project ved University of Washington i Seattle foreslår at opnå en blegende effekt ved at sprøjte havvand på skyer over havet.

Andre bemærkelsesværdige forslag stigning i jordens albedo (det vil sige forholdet mellem reflekteret stråling og indfaldende stråling) er også anvendelige til at male huse hvide, plante lyse planter og måske endda lægge reflekterende plader i ørkenen.

Vi har for nylig beskrevet absorptionsteknikker, der er en del af geoingeniør-arsenalet på MT. De er generelt ikke globale i omfang, men hvis deres antal stiger, kan konsekvenserne være globale. Der søges dog efter metoder, der fortjener navnet geoengineering. CO fjernelse₂ fra atmosfæren kan ifølge nogle passere igennem såning af havenesom trods alt er en af ​​de vigtigste kulstofdræn på vores planet, ansvarlig for at reducere cirka 30 % af COXNUMX₂. Tanken er at forbedre deres effektivitet.

De to vigtigste måder er at gøde havene med jern og calcium. Dette stimulerer væksten af ​​fytoplankton, som suger kuldioxid ud af atmosfæren og hjælper med at aflejre det på bunden. Tilsætning af calciumforbindelser vil forårsage en reaktion med CO.₂ allerede opløst i havet og dannelsen af ​​bikarbonationer, hvilket reducerer havenes surhedsgrad og gør dem modtagelige for at optage mere CO₂.

Idéer fra Exxon Stables

De største sponsorer af geoengineering-forskning er The Heartland Institute, Hoover Institution og American Enterprise Institute, som alle arbejder for olie- og gasindustrien. Derfor bliver geoengineering-koncepter ofte kritiseret af fortalere for kulstofreduktion, som efter deres mening afleder opmærksomheden fra problemets essens. Udover anvendelsen af ​​geoengineering uden at reducere emissioner gør menneskeheden afhængig af disse metoder uden at løse det reelle problem.

Olieselskabet ExxonMobil har været kendt for sine modige globale projekter siden 90'erne. Udover at gøde havene med jern og bygge 10 billioner dollars solbeskyttelse i rummet, foreslog hun også at blege havoverfladen ved at påføre lyse lag, skum, flydende platforme eller andre "refleksioner" på vandoverfladen. En anden mulighed var at trække arktiske isbjerge til lavere breddegrader, så isens hvidhed ville reflektere solens stråler. Selvfølgelig blev faren for en kolossal stigning i havforurening straks bemærket, for ikke at nævne de enorme omkostninger.

Exxon-eksperter har også foreslået at bruge store pumper til at flytte vand fra under den antarktiske havis og derefter sprøjte det ud i atmosfæren, så det falder som sne eller ispartikler ned på det østantarktiske iskappe. Tilhængere hævdede, at hvis tre billioner tons om året blev pumpet på denne måde, så ville der være 0,3 meter mere sne på indlandsisen, men på grund af de enorme energiomkostninger blev dette projekt ikke længere nævnt.

En anden idé fra Exxon-staldene er tyndfilmsheliumfyldte aluminiumsballoner i stratosfæren, placeret op til 100 km over jordens overflade for at sprede sollys. Det er også blevet foreslået at fremskynde cirkulationen af ​​vand i verdenshavene ved at regulere saltindholdet i nogle nøgleregioner, såsom Nordatlanten. For at vandet skulle blive mere saltholdigt, blev det blandt andet anset for at bevare den grønlandske indlandsis, som ville forhindre dens hurtige afsmeltning. Bivirkningen af ​​afkølingen af ​​Nordatlanten ville dog være at afkøle Europa, hvilket gør det sværere for mennesker at overleve. En bagatel.

Opgivet data Geoengineering Monitor - et fælles projekt af Biofuelwatch, ETC Group og Heinrich Boell Foundation - viser, at en hel del geoingeniørprojekter er blevet implementeret rundt om i verden (5). Kortet viser aktive, afsluttede og forladte. Det ser ud til, at der stadig ikke er nogen koordineret international styring af denne aktivitet. Så det er ikke strengt taget global geoengineering. Mere som hardware.

5. Kort over geoengineering projekter i henhold til sitet map.geoengineeringmonitor.org

De fleste af projekterne, mere end 190, er allerede gennemført. kulstofbinding, dvs. kulstoffangst og -lagring (CCS), og omkring 80 – kulstofopsamling, brug og opbevaring (, KUSS). Der har været 35 havbefrugtningsprojekter og over 20 stratosfærisk aerosolinjektion (SAI) projekter. I Geoengineering Monitor-listen finder vi også nogle sky-relaterede aktiviteter. Det største antal projekter blev skabt til vejrændringer. Dataene viser, at der var 222 hændelser forbundet med en stigning i nedbør og 71 hændelser forbundet med et fald i nedbør.

Forskere fortsætter med at argumentere

Hele tiden rejser begejstringen hos initiativtagerne til udviklingen af ​​klimatiske, atmosfæriske og oceaniske fænomener på globalt plan spørgsmål: ved vi virkelig nok til at hellige os geoengineering uden frygt? Hvad hvis for eksempel skysåning i stor skala ændrer vandstrømmen og forsinker regntiden i Sydøstasien? Hvad med risafgrøder? Hvad hvis for eksempel dumpning af tonsvis af jern i havet udsletter fiskebestanden langs Chiles kyst?

i havet, først implementeret ud for British Columbias kyst i Nordamerika i 2012, gav hurtigt bagslag med massiv algeopblomstring. Tidligere i 2008 godkendte 191 FN-lande et forbud mod havbefrugtning af frygt for ukendte bivirkninger, mulige ændringer af fødekæden eller skabelsen af ​​områder med lavt iltindhold i vandområder. I oktober 2018 fordømte over hundrede ngo'er geoengineering som "farlig, unødvendig og uretfærdig".

Som det er tilfældet med medicinsk behandling og mange lægemidler, provokerer geoengineering bivirkningerhvilket igen vil kræve særskilte foranstaltninger for at forhindre dem. Som Brad Plumer påpegede i Washington Post, når først geoengineering-projekter er startet, er de svære at stoppe. Når vi for eksempel holder op med at sprøjte reflekterende partikler ind i atmosfæren, vil Jorden begynde at varme op meget hurtigt. Og pludselige er meget værre end langsomme.

En nylig undersøgelse offentliggjort i Journal of Geosciences gør dette klart. Dens forfattere brugte elleve klimamodeller for første gang til at forudsige, hvad der kunne ske, hvis verden anvendte solar geoengineering for at opveje den årlige stigning på én procent i globale kuldioxidemissioner. Den gode nyhed er, at modellen kan stabilisere globale temperaturer, men det ser ud til, at hvis geoengineering stopper, når det først var opnået, ville der være katastrofale temperaturstigninger.

Eksperter frygter også, at det mest populære geoingeniørprojekt - at pumpe svovldioxid ud i atmosfæren - kan bringe nogle regioner i fare. Tilhængere af sådanne handlinger er imod. En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Climate Change i marts 2019 forsikrer, at de negative effekter af sådanne projekter vil være meget begrænsede. Medforfatter til undersøgelsen, prof. Harvards David Keith, en ingeniør og offentlig politikforsker, siger, at videnskabsmænd ikke bare bør røre ved geoteknik, især solenergi.

- - Han sagde. -

Keiths artikel er allerede blevet kritiseret af dem, der frygter, at videnskabsmænd overvurderer eksisterende teknologier, og at deres optimisme om geoengineeringsmetoder kan afskrække samfundet fra at gøre en indsats for at reducere udledningen af ​​drivhusgasser.

Der er mange undersøgelser, der viser, hvor frustrerende anvendelsen af ​​geoengineering kan være. I 1991 blev 20 megaton svovldioxid frigivet til den høje atmosfære, og hele planeten var dækket af et lag af sulfat, der reflekterede en stor mængde synligt lys. Jorden er afkølet med omkring en halv grad celsius. Men efter et par år faldt sulfaterne ud af atmosfæren, og klimaforandringerne vendte tilbage til sit gamle, foruroligende mønster.

Interessant nok så planterne ud til at klare sig godt i den afdæmpede, køligere post-Pinatubo-verden. Især skovene. En undersøgelse viste, at på solrige dage i 1992 steg fotosyntesen i en skov i Massachusetts med 23 % sammenlignet med før udbruddet. Dette bekræftede hypotesen om, at geoengineering ikke truer landbruget. Mere detaljerede undersøgelser viste dog, at efter vulkanudbruddet faldt de globale majsafgrøder med 9,3 %, og hvede, sojabønner og ris med 4,8 %.

Og dette burde afkøle tilhængerne af den globale afkøling af kloden.