DIY v planetárním měřítku

Od výsadby lesů v kontinentálním měřítku až po umělé vyvolávání srážek začali vědci navrhovat, testovat a v některých případech realizovat rozsáhlé geoinženýrské projekty s cílem radikálně transformovat planetu (1). Tyto projekty jsou navrženy tak, aby řešily globální problémy, jako je desertifikace, sucho nebo nadbytek oxidu uhličitého v atmosféře, ale samy o sobě jsou velmi problematické.

Nejnovější fantastický nápad, jak zvrátit dopady globálního oteplování odpuzuje naši planetu na oběžnou dráhu dále od Slunce. V nedávno vydaném čínském sci-fi filmu The Wandering Earth lidstvo mění oběžnou dráhu Země pomocí obrovských trysek, aby se vyhnulo expanzi (2).

Je něco podobného možné? Odborníci se zabývali výpočty, jejichž výsledky jsou poněkud alarmující. Pokud by byly použity například raketové motory Falcon Heavy společnosti SpaceX, bylo by zapotřebí 300 miliard „startů“ na plný výkon, aby se Země dostala na oběžnou dráhu Marsu, zatímco většina pozemské hmoty by byla využita na stavbu a pohon. To. O něco efektivnější by byl iontový motor umístěný na oběžné dráze kolem Země a nějak připojený k planetě - údajně by spotřeboval 13 % hmoty Země k přenesení zbývajících 87 % na další oběžnou dráhu. Tak možná? Musel by mít téměř dvacetinásobek průměru Země a cesta na oběžnou dráhu Marsu by trvala i tak ... miliardu let.

2. Snímek z filmu "The Wandering Earth"

Zdá se tedy, že projekt „vytlačení“ Země na chladnější oběžnou dráhu by měl být v budoucnu odložen na neurčito. Místo toho jeden z projektů již probíhá na více než jednom místě, budování zelených bariér na velkých plochách planety. Skládají se z původní vegetace a jsou vysazeny na okrajích pouští, aby zastavily další dezertifikaci. Dvě největší stěny jsou známé pod svým anglickým názvem v Číně, která se na 4500 XNUMX km snaží zastavit šíření pouště Gobi, a velká zelená zeď v Africe (3), do 8 km na hranici Sahary.

3. Zadržování Sahary v Africe

I ty nejoptimističtější odhady však ukazují, že budeme potřebovat minimálně jednu miliardu hektarů dalších lesů, abychom zamezili dopadům globálního oteplování neutralizací potřebného množství CO2. Jedná se o oblast o velikosti Kanady.

Podle vědců z Postupimského institutu pro výzkum klimatu má výsadba stromů také omezený dopad na klima a vyvolává nejistotu, zda je vůbec účinná. Nadšenci geoinženýrství hledají radikálnější způsoby.

Blokování slunce šedou barvou

Technika navržená před mnoha lety rozstřikování kyselých sloučenin do atmosféry, také známý jako SRM (management slunečního záření) je reprodukcí podmínek, které nastávají během velkých sopečných erupcí, které uvolňují tyto látky do stratosféry (4). To přispívá mimo jiné k tvorbě oblačnosti a snížení slunečního záření dopadajícího na zemský povrch. Vědci například dokázali, že je skvělý Pinatubo na Filipínách to vedlo v roce 1991 k celosvětovému poklesu teploty asi o 0,5 °C po dobu nejméně dvou let.

4. Vliv sirných aerosolů

Ve skutečnosti náš průmysl, který po desetiletí vypouští obrovské množství oxidu siřičitého jako znečišťující látky, dlouhodobě přispívá ke snížení prostupu slunečního záření. odhaduje se, že tyto znečišťující látky v tepelné bilanci poskytují Zemi asi 0,4 wattu „osvětlení“ na metr čtvereční. Znečištění oxidem uhličitým a kyselinou sírovou však není trvalé.

Tyto látky nestoupají do stratosféry, kde by mohly vytvořit trvalý protisluneční film. Vědci odhadují, že aby se vyrovnal vliv koncentrace v zemské atmosféře, muselo by být do stratosféry napumpováno nejméně 5 milionů tun.₂ a další látky. Zastánci této metody, jako je Justin McClellan z Aurora Flight Sciences v Massachusetts, odhadují, že náklady na takovou operaci by byly asi 10 miliard dolarů ročně – tedy značná částka, ale ne dost na to, aby lidstvo navždy zničilo.

Síra metoda má bohužel ještě jednu nevýhodu. Chlazení funguje dobře v teplejších oblastech. V oblasti pólů - téměř žádné. Jak tedy asi tušíte, proces tání ledu a stoupající hladiny moří nelze tímto způsobem zastavit a otázka ztrát ze záplav nízko položených pobřežních oblastí zůstane skutečnou hrozbou.

Nedávno provedli vědci z Harvardu experiment zavést aerosolové stopy ve výšce asi 20 km – nedostačující k tomu, aby měly významný dopad na zemskou stratosféru. Byly (SCoPEx) provedeny s balónkem. Aerosol obsahoval w.i. sírany, které vytvářejí zákal odrážející sluneční světlo. Toto je jeden z mnoha geoinženýrských projektů v omezeném měřítku, které jsou na naší planetě prováděny v překvapivých počtech.

Vesmírné deštníky a nárůst albeda Země

Mezi dalšími projekty tohoto typu nápad přitahuje pozornost start obřího deštníku do vesmíru. To by omezilo množství slunečního záření dopadajícího na Zemi. Tato myšlenka existuje po desetiletí, ale nyní je ve fázi kreativního vývoje.

Článek publikovaný v roce 2018 v časopise Aerospace Technology and Management popisuje projekt, který autoři pojmenovávají. V souladu s ní se plánuje umístění tenké široké stuhy z uhlíkových vláken do Lagrangeova bodu, který je relativně stabilním bodem ve složitém systému gravitačních interakcí mezi Zemí, Měsícem a Sluncem. List blokuje pouze malou část slunečního záření, ale to by mohlo stačit ke snížení globálních teplot pod limit 1,5 °C stanovený Mezinárodním klimatickým panelem.

Představují trochu podobnou myšlenku velká prostorová zrcadla. Byly navrženy na počátku 1. století astrofyzikem Lowellem Woodem z Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii. Aby byl koncept účinný, odraz musí dopadat na alespoň 1,6 % slunečního světla a zrcadla musí mít plochu XNUMX milionu km².².

Jiní chtějí zablokovat slunce stimulací, a tedy aplikací procesu známého jako osévání mraků. "Semena" jsou potřebná k vytvoření kapek. Kapky vody se přirozeně tvoří kolem prachových částic, pylu, mořské soli a dokonce i bakterií. Je známo, že k tomu lze použít i chemikálie, jako je jodid stříbrný nebo suchý led. To se může stát u již známých a používaných metod. rozjasňující a bělící mraky, navrhl fyzik John Latham v roce 1990. Projekt Sea Cloud Lightning na Washingtonské univerzitě v Seattlu navrhuje dosáhnout bělícího účinku rozprašováním mořské vody na mraky nad oceánem.

Další pozoruhodné návrhy zvýšení albeda Země (tedy poměr odraženého záření k dopadajícímu záření) jsou také použitelné pro natírání domů na bílo, výsadbu jasných rostlin a možná i pokládání reflexních fólií v poušti.

Nedávno jsme popsali absorpční techniky, které jsou součástí geoinženýrského arzenálu na MT. Obecně nejsou svým rozsahem globální, i když pokud se jejich počet zvýší, důsledky mohou být globální. Probíhají však pátrání po metodách, které si zaslouží jméno geoinženýrství. odstranění CO₂ z atmosféry může podle některých procházet osévání oceánůkteré jsou koneckonců jedním z hlavních pohlcovačů uhlíku na naší planetě, zodpovědné za snížení přibližně 30 % CO₂. Cílem je zlepšit jejich účinnost.

Dva nejdůležitější způsoby jsou hnojení moří železem a vápníkem. Stimuluje se tím růst fytoplanktonu, který odsává oxid uhličitý z atmosféry a napomáhá jeho ukládání na dně. Přidání sloučenin vápníku způsobí reakci s CO.₂ již rozpuštěné v oceánu a tvorba hydrogenuhličitanových iontů, čímž se snižuje kyselost oceánů a jsou náchylné k absorpci více CO₂.

Nápady od Exxon Stables

Největšími sponzory geoinženýrského výzkumu jsou The Heartland Institute, Hoover Institution a American Enterprise Institute, které všechny pracují pro ropný a plynárenský průmysl. Proto jsou geoinženýrské koncepty často kritizovány zastánci snižování uhlíku, kteří podle jejich názoru odvádějí pozornost od podstaty problému. kromě aplikace geoinženýrství bez snižování emisí činí lidstvo závislým na těchto metodách, aniž by řešilo skutečný problém.

Ropná společnost ExxonMobil je známá svými odvážnými globálními projekty již od 90. let. Kromě hnojení oceánů železem a vybudování sluneční ochrany v hodnotě 10 bilionů dolarů ve vesmíru také navrhla vybělit hladinu oceánu aplikací světlých vrstev, pěny, plovoucích plošin nebo jiných „odrazů“ na vodní hladinu. Další možností bylo odtáhnout arktické ledovce do nižších zeměpisných šířek, aby bělost ledu odrážela sluneční paprsky. Samozřejmě bylo okamžitě zaznamenáno nebezpečí kolosálního nárůstu znečištění oceánů, nemluvě o obrovských nákladech.

Experti Exxon také navrhli použít velká čerpadla k přesunu vody zpod antarktického mořského ledu a poté ji rozprášit do atmosféry, aby se uložila jako sníh nebo ledové částice na ledový štít východní Antarktidy. Zastánci tvrdili, že pokud by se takto čerpaly tři biliony tun ročně, pak by na ledovém příkrovu bylo o 0,3 metru více sněhu, nicméně kvůli obrovským nákladům na energii se o tomto projektu už nemluvilo.

Dalším nápadem ze stájí Exxon jsou tenkovrstvé héliem plněné hliníkové balónky ve stratosféře, umístěné až 100 km nad povrchem Země, aby rozptylovaly sluneční světlo. Bylo také navrženo urychlit cirkulaci vody ve světových oceánech regulací salinity některých klíčových oblastí, jako je severní Atlantik. Aby se vody staly slanějšími, uvažovalo se mimo jiné o zachování grónského ledovce, který by zabránil jeho rychlému tání. Vedlejším efektem ochlazení severního Atlantiku by však bylo ochlazení Evropy, což by lidem ztížilo přežití. Maličkost.

Údaje poskytnuty Monitor geoinženýrství - společný projekt Biofuelwatch, ETC Group a Heinrich Boell Foundation - ukazuje, že po celém světě bylo realizováno poměrně hodně geoinženýrských projektů (5). Mapa ukazuje aktivní, dokončené a opuštěné. Zdá se, že dosud neexistuje koordinované mezinárodní řízení této činnosti. Nejde tedy o striktně globální geoinženýrství. Spíš hardware.

5. Mapa geoinženýrských projektů dle webu map.geoengineeringmonitor.org

Většina projektů, více než 190, již byla realizována. sekvestrace uhlíku, tedy zachycování a ukládání uhlíku (CCS), a asi 80 – zachycování, používání a ukládání uhlíku (, KUSS). Proběhlo 35 projektů oplodnění oceánů a více než 20 projektů vstřikování stratosférického aerosolu (SAI). V seznamu Geoengineering Monitor najdeme také některé aktivity související s cloudem. Největší počet projektů vznikl na úpravu počasí. Z údajů vyplývá, že došlo k 222 událostem spojeným s nárůstem srážek a 71 událostem spojeným s poklesem srážek.

Vědci se dál hádají

Celou dobu nadšení iniciátorů rozvoje klimatických, atmosférických a oceánských jevů v globálním měřítku vyvolává otázky: umíme opravdu tolik, abychom se geoinženýrství mohli bez obav věnovat? Co když například rozsáhlé množení mraků změní proudění vody a oddálí období dešťů v jihovýchodní Asii? A co rýže? Co když například vysypání tun železa do oceánu vyhladí rybí populaci podél pobřeží Chile?

v oceánu, poprvé implementovaný u pobřeží Britské Kolumbie v Severní Americe v roce 2012, rychle selhal masivními květy řas. Dříve v roce 2008 schválilo 191 zemí OSN zákaz hnojení oceánů ze strachu z neznámých vedlejších účinků, možných úprav potravního řetězce nebo vytváření oblastí s nízkým obsahem kyslíku ve vodních plochách. V říjnu 2018 více než sto nevládních organizací odsoudilo geoinženýrství jako „nebezpečné, zbytečné a nespravedlivé“.

Geoinženýrství provokuje, jako je tomu u lékařské léčby a mnoha léků vedlejší účinkycož si zase vyžádá samostatná opatření k jejich zamezení. Jak poukázal Brad Plumer v The Washington Post, jakmile geoinženýrské projekty začaly, je těžké je zastavit. Když například přestaneme rozprašovat reflexní částice do atmosféry, Země se začne velmi rychle zahřívat. A náhlé jsou mnohem horší než pomalé.

Nedávná studie publikovaná v Journal of Geosciences to jasně ukazuje. Jeho autoři poprvé použili jedenáct klimatických modelů, aby předpověděli, co by se mohlo stát, kdyby svět použil solární geoinženýrství, aby kompenzoval roční nárůst globálních emisí oxidu uhličitého o jedno procento. Dobrou zprávou je, že model může stabilizovat globální teploty, ale vypadá to, že pokud by se geoinženýrství zastavilo, jakmile by toho bylo dosaženo, došlo by ke katastrofickým teplotním špičkám.

Odborníci se také obávají, že nejpopulárnější geoinženýrský projekt – čerpání oxidu siřičitého do atmosféry – by mohl ohrozit některé regiony. Stoupenci takových akcí jsou proti. Studie zveřejněná v časopise Nature Climate Change v březnu 2019 ujišťuje, že negativní dopady takových projektů budou velmi omezené. Spoluautor studie prof. David Keith z Harvardu, odborník na inženýrství a veřejnou politiku, říká, že vědci by se neměli dotýkat jen geoinženýrství, zejména solárního.

- - Řekl. -

Keithův článek již byl kritizován těmi, kteří se obávají, že vědci přeceňují stávající technologie a že jejich optimismus ohledně geoinženýrských metod by mohl odradit společnost od snahy o snížení emisí skleníkových plynů.

Existuje mnoho studií, které ukazují, jak frustrující může být aplikace geoinženýrství. V roce 1991 se do vysoké atmosféry uvolnilo 20 megatun oxidu siřičitého a celá planeta byla pokryta vrstvou síranu odrážejícího velké množství viditelného světla. Země se ochladila asi o půl stupně Celsia. Po několika letech však sírany z atmosféry vypadly a změna klimatu se vrátila ke svému starému, znepokojivému vzoru.

Zajímavé je, že v tlumeném a chladnějším světě po Pinatubo se rostlinám zdálo dobře. Hlavně ty lesy. Jedna studie ukázala, že za slunečných dnů v roce 1992 se fotosyntéza v lese Massachusetts zvýšila o 23 % ve srovnání s dobou před erupcí. Tím se potvrdila hypotéza, že geoinženýrství neohrožuje zemědělství. Podrobnější studie však ukázaly, že po erupci sopky klesla světová úroda kukuřice o 9,3 %, pšenice, sóji a rýže o 4,8 %.

A to by mělo zchladit zastánce globálního ochlazování zeměkoule.