Изменение климата своими руками

Солярная геоинженерия: как изменить климат с помощью зеркал в космосе и искусственного извержения вулканов

Новости о таянии ледников или возможном исчезновении некоторых видов животных появляются чуть ли не каждую неделю — их связывают с изменениями температуры на Земле. С тех пор, как проблему признали на мировом уровне, прошло более 20 лет — об этом говорят мировые лидеры, крупный бизнес старается больше внимания уделять отходам и выбросам, но прогресс выглядит незначительным (а минимум один президент и вовсе стал все отрицать). Поэтому ученые начинают предлагать более радикальные решения — например, геоинженерию. «Хайтек» изучил перспективы этого направления в борьбе с изменениями климата и доводы критиков, считающих его опасным.

Читайте «Хайтек» в

На самом деле прогресс есть, но его, кажется, недостаточно: сейчас большинство ученых сходятся в том, изменение климата реально и быстро происходит. За последнее столетие температура поверхности Земли повысилась почти на 1°C и, согласно прогнозу МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата — «Хайтек»), к 2100 году она повысится еще на 0,3–1,7°C (при значительном сокращении выбросов) или 2,6–4,8°C (при росте выбросов). Самая плохая новость: Земля не находится под угрозой. Планета будет продолжать существовать независимо от того, что мы с ней делаем. Под угрозой находится вся жизнь, которая точно пока не адаптирована к другому климату.

Вот почему некоторые ученые говорят о необходимости более решительных действий, чтобы остановить планетарную катастрофу. Среди них — геоинженерия. Все больше исследователей говорят о том, что нужно «отредактировать» температуру на Земле.

Геоинженерия или «инженерия Земли» — модный термин для обозначения крупномасштабных вмешательств в работу планеты с целью замедлить или вообще обернуть вспять последствия изменений климата. Теоретически термин «геоинженерия» можно использовать для описания любой крупномасштабной схемы решения проблемы. Например, если миллионы людей посадят по дереву — это снизит количество углекислого газа — это тоже можно назвать геоинженерией. Если бы все перешли на использование переработанной бумаги одновременно, это можно было бы назвать геоинженерией, так как мы сократим количество вырубаемых деревьев. Сюда же вписывается массовое строительство ветряков.

Но чаще всего имеются в виду необычные проекты, которые пытаются восстановить равновесие климата Земли путем прямого, широкомасштабного антропогенного воздействия на сушу, океаны или атмосферу планеты. Одно из главных направлений работы ученых — попытка охладить планету уменьшив количество поступающей солнечной энергии. На английском языке это называется Solar radiation management (SRM).

Снижение солнечной радиации

Если проблема в том, что планета получает слишком много солнечного излучения, можно ли решить ее, заблокировав часть света, как это делают фермеры — покрывая теплицы шторами или белилами? Ученые считают, что да, и пытаются избавить нас от «лишних» лучей совершенно разными способами.

Один из них них базируется на том, что крупные извержения вулканов приводят не только к новым эффектным фотографиям в банках файлов, но и уменьшению прозрачности атмосферы вокруг. Разрушения снижают приходящее солнечное излучение, выбрасывая диоксид серы. Попав в атмосферу, он реагирует с водяным паром, образуя капли серной кислоты, облака из которой рассеивают солнечный свет обратно.

Могут ли люди бороться с изменением климата, пытаясь искусственно сделать что-то подобное? Для этого не нужно проектировать вулкан — достаточно «закачать» диоксид серы в атмосферу. Одним из первых это предложил сделать советский климатолог Михаил Будыко. Американский исследователь Земли и океанограф Уоллес Брокер взялся за эту идею в 1980-х годах, когда предложил нанять флот из 700 реактивных самолетов Jumbo Jets для выброса в атмосферу примерно такого же количества диоксида серы в год, как при взрыве на горе Пинатубо.

Это может стоить десятки миллиардов долларов. Кен Калдейра из отдела глобальной экологии Института Карнеги Стэнфордского университета пересчитал цифры и предложил добавить достаточно серы в атмосферу «с помощью одного пожарного шланга, подвешенного к воздушным шарам», за относительно скромные расходы в размере $100 млн в год. Но он указывает, что риск возникновения других проблем, таких как массивное загрязнение воздуха или разрушение озонового слоя — велик.

При этом с другой стороны есть исследования, которые говорят о том, что метод может быть безопасным. Однако даже при этом разворачивать миссию пока слишком рано, отмечают ученые — методику нужно изучить подробнее. «Мы не можем сейчас сказать, стоит ли, если глобальное потепление продолжится, принимать решение о начале распыления вещества в стратосферу», — отметил Алан Робок, профессор геофизики и исследователь Ратгерского университета в Нью-Джерси. «Мы должны ответить на этот вопрос, но у нас слишком мало данных». При этом практические исследования этого метода уже проводятся — ученые из Гарварда в первой половине 2019 года запустят управляемый воздушный шар на 20 километров над юго-западом США. Они распылят небольшое количество карбоната кальция порциями по 100 граммов и будут наблюдать, как они рассеятся и будут воздействовать в атмосферой.

Карбонат кальция отличается от двуокиси серы, выделяемой вулканом Пинатубо. Как отмечает Йозеф Толлефсон, один из членов команды, извержение также ускорило бы истощение озонового слоя. Исследователи же надеются, что карбонат кальция будет оказывать меньшее воздействие на озон. Но поскольку он не существует в стратосфере естественным образом, эффект карбоната кальция труднее отследить без проведения эксперимента.

Зеркала в космосе

Предположим, что вещества могут быть опасными для атмосферы планеты, но ученые могут обойтись и без них — почему бы не построить зеркало, которое будет отражать солнечные лучи? При этом даже предварительные подсчеты фантастические — для изменения температуры на Земле понадобится зеркало, размером с Гренландию (есть варианты, при которых будут использовать несколько зеркал поменьше). Казалось бы — безумие, но в 2001 году этот вариант предложили правительству США и они продолжают рассматривать его как один из способов поддерживать нормальную температуру на Земле.

Роджер Ангел из Университета Аризоны предложил использовать около триллиона ультратонких зеркал толщиной около 60 см для создания искусственного космического облака, ширина которого примерно в два раза превышает ширину Земли. Грубая калькуляция затрат предполагает, что план будет слишком дорогим — от сотен миллиардов до сотен триллионов долларов. С другой стороны — если человечество действительно окажется под угрозой — вряд ли кто-то станет считать количество нулей в этой цифре.

Посев облаков

Облака естественным образом отражают солнечный свет обратно в космос, так почему бы просто не попытаться увеличить облачный покров Земли? С 1940-х годов, спустя несколько десятилетий после изобретения самолета, было предпринято множество попыток создать так называемые «облачные» эксперименты.

Источник

Project Drawdown: 76 способов, чтобы прямо сейчас остановить изменение климата

Некоммерческий проект Project Drawdown представил список, состоящий из 76 современных способов остановить изменение климата. Применение этих методов в будущем позволит государствам сэкономить $144 трлн, которые в противном случае придется потратить на ликвидацию катастрофических последствий. Среди предлагаемых способов — улучшение женского образования и контроль за рождаемостью. «Хайтек» подробно изучил список и рассказывает о самых интересных и нестандартных способах остановить изменение климата.

Читайте «Хайтек» в

Изменение климата сейчас чаще всего соотносится с проблемой глобального потепления — повышением средней температуры атмосферы и воды на Земле. Такие процессы происходят уже больше 100 лет, а их основной причиной считается антропогенная деятельность (хотя есть ученые, которые считают иначе). «Хайтек» подробно рассказывал об этом в серии материалов.

С 1850 года человечество фиксирует, что каждое десятилетие становится немного жарче предыдущего. За это время температура на Земле выросла на 1,1 °C, а последние пять лет в очередной раз признаны самыми жаркими на Земле за всю историю наблюдений. До конца века температура вырастет еще — по самым негативным сценариям, на 5 °C, если государства не будут выполнять Парижское соглашение.

При этом изменения климата происходят не только в качестве глобального потепления — в некоторых регионах Земли может, наоборот, стать намного холоднее, например, из-за изменения глобальных океанических течений в результате повышения температуры воды. Уже сейчас изменение климата привело к необратимым катаклизмам в экосистеме нашей планеты, а лесные пожары ежегодно будут уничтожать всё больше и больше растений и животных. Кроме того, часть населения Земли может подвергнуться так называемому тепловому стрессу — психологическому воздействию последствий глобального потепления, а также панике в средствах массовой информации.

Существует огромное количество способов по снижению темпов глобального потепления — и помимо Парижского соглашение. Журналисты «Хайтека» подробно рассказывали также и о самых необычных способах борьбы с парниковыми газами. Большинство пунктов в докладе Project Drawdown достаточно стандартные — 30% решений предусматривают повышение эффективности использования энергии и еще 30% решений — замену ископаемых видов топлива на зеленую энергию. Мы нашли инструменты, которые меняют скорее социальное отношение к этой глобальной проблеме.

Что обязательно нужно делать государствам, чтобы остановить глобальное потепление на уровне 1,5 °C от доиндустриального, по версии Project Drawdown?

• Обязательно использовать береговую ветровую энергию. Для этого нужно ставить ветровые турбины на берегах моря и океана.

• Применять технологии сбора и переработки солнечной энергии. Каждый строящийся дом должен быть оснащен солнечными батареями, как это делается теперь в Калифорнии.

• Сокращать количество пищевых отходов, которые нельзя переработать.

• Переходить на растительную пищу. Ее производство выбрасывает в разы меньше парниковых газов, чем производство животной пищи.

• Следить за своим здоровьем и дольше жить. Да, когда человек умирает, его тело во время процесса гниения тоже вырабатывает метан.

• Создать альтернативу существующим хладагентам в наших холодильных установках. Однажды из-за них в атмосфере Земли появилась озоновая дыра, это может повторяться постоянно, считают ученые.

• Использовать индукционные плиты вместо газовых. Так тратится меньше энергии и ресурсов.

Качественное образование женщинам

Согласно отчету ученых, обеспечение качественного образования и доступа к услугам по охране репродуктивного здоровья, особенно для женщин и молодых девушек, может предотвратить нагревание планеты, эквивалентное выбросу 85 гигатонн углекислого газа. Авторы исследования сравнивают эффект с постепенным отключением 22 тыс. угольных электростанций на нашей планете.

Когда уровень образования повышается, происходит цепная реакция: женщины получают политическую и, соответственно, экономическую власть. У них появляется больше ресурсов, в том числе и финансовых, что позволяет самостоятельно решать, с кем и когда создавать семью. Как правило, в таких ситуациях падает рождаемость, поскольку женщины в таких условиях позже выходят замуж и реже рожают детей. В итоге снижается рождаемость, тогда как постепенное увеличение количество населения на планете является одним из важнейших факторов появления парниковых газов и, соответственно, глобального потепления.

По словам вице-президента Project Drawdown Кристала Чиссела, ученые совсем не призывают контролировать население и популяцию. По его словам, в мире 214 млн женщин хотели бы избежать беременности, но не имеют для этого средств контрацепции.

Намного чаще именно женщины первыми сталкиваются с ухудшением климата на Земле. Согласно данным ООН, на которые ссылаются ученые, женщины составляют большую часть среди людей с заработком меньше прожиточного минимума по всей планете, поэтому они больше страдают от катаклизмов, чем мужчины.

Цель некоммерческого проекта Project Drawdown состоит в проведении экспертизы в области климата. Ученые ищут различные способы снижения количества парниковых газов в атмосфере Земли. Согласно оценкам Project Drawdown, для внедрения этих инициатив правительствам необходимо потратить около $26 трлн, однако это позволит уже к 2040 году минимизировать объемы парниковых газов.

Все инициативы ученые разделили на пять основных направлений. При этом Project Drawdown отмечают, что в списке были и социальные предложения, которые невозможно включить ни в одно из направлений:

• энергия и топливо;

• пищевые отходы, сельское хозяйство и восстановление земель;

• промышленность;

• эффективность строительства;

• транспорт.

Бензин из протухших яиц

Около 30% всех произведенных продуктов питания по всему миру выбрасывается — это более 1,6 млрд тонн продукции на сумму почти $2 трлн, или 527 калорий на человека. Несмотря на то, что официально на планете голодают более 800 млн человек — в Африке, странах Азии и Латинской Америки.

Согласно данным ООН, сокращение объемов пищевых отходов является одной из ключевых проблем в борьбе с изменением климата. Производство этих продуктов, которые впоследствии были выброшены людьми, привело к появлению не менее 10% от всех существующих парниковых газов.

В некоторых странах пищевые отходы собирают в специальные хранилища, где из них производится метан. Его можно использовать в качестве топлива, например, для автобусов, а в некоторых регионах на нем производят электроэнергию в городах. Помимо этого, побочные продукты пищевых отходов используются в качестве удобрения.

Однако большая часть пищевых продуктов уходит на общие свалки без переработки. Ученые отмечают, что вряд ли за эти годы им удастся найти способ снизить уровень лишнего потребления и покупок, однако они могут научиться чаще использовать ненужные продукты в промышленности и топливе.

Источник

Как изменить климат на планете? Три неординарных решения

Уже разрабатываются проекты, использующие геоинженерию. Так, например, рассматривается возможность распыления в атмосфере определённого материала, который будет отражать солнечный свет и охладит планету. Такие глобальные проекты будут иметь не менее масштабные негативные последствия, вроде изменения модели распределения осадков на планете. Возможны и другие малоприятные явления, непрогнозируемые на этапе проектирования, но вполне вероятные впоследствии.

Однако некоторые учёные пытаются подойти к решению проблемы с другой стороны – они хотят использовать саму Землю для того чтобы прибрать за людьми, расчистить за ними тот глобальный беспорядок, который они устроили. Сегодня вы узнаете о трёх способах, способных помочь нам в этом жизненно важном вопросе.

1. Водоросли

Растения, как всем хорошо известно, забирают из атмосферы углекислый газ и перерабатывают его в кислород. И мы могли бы засадить деревьями огромные территории, чтобы очистить воздух планеты, если бы не одно но… Земля нам нужна для сельского хозяйства, городов, дорог, полей для гольфа, и кто его знает чего ещё. Её просто недостаточно. Но у нас есть моря и океаны, на которых тоже может что-то расти. Например, водоросли. Они растут очень быстро, в 30-60 раз быстрее сухопутной флоры. Ими сравнительно легко можно покрыть огромные водные пространства.

Это навело некоторых учёных на мысль, что водоросли можно использовать для удаления из атмосферы излишков углекислого газа. Более того – выращенную морскую растительность можно перерабатывать в биотопливо для тех же автомобилей. Одна такая группа исследователей вычислила, что, покрыв 9% поверхности океанов водорослями, мы сможем удовлетворить всю мировую потребность в этом горючем. Этого количества водорослей должно также хватить, чтобы удалить из атмосферы весь тот углекислый газ, который каждый год выбрасывает в неё человечество, а ещё, бонусом, тот, что получится при сжигании попутно полученного биотоплива.

Согласно этому исследованию, уже к 2035 году мы сможем компенсировать все выбросы СО2 в воздушную среду, а к 2085 нам удастся сократить его содержание в атмосфере до уровня, считающегося оптимальным (350 частиц на миллион). Для сравнения – сейчас эта концентрация составляет 410 частиц на миллион, и это довольно неприятно. Удаляя углекислый газ, растворённый в воде, водоросли могут также помочь решить проблему подкисления океана, прямо влияющую на многих его обитателей, в числе которых можно упомянуть любимые человеком кораллы.

Критически настроенный читатель наверняка заметит, что этот проект слишком долгосрочен и чуть ли не в буквальном смысле вилами по воде писан, и будет в чём-то прав. Гигантские фермы водорослей – это явно не голубая мечта частного инвестора, и, чтобы заставить такой проект работать, мы должны понять, как эффективно улавливать углекислый газ. Было бы желательно также видеть какой-то осязаемый результат деятельности. Тем не менее, эта технология уже сейчас выглядит перспективнее высадки лесов, которая никогда не сможет приобрести масштаба, достаточного для достижения конечной нашей цели. Так что мы можем поэкспериментировать с ней в ограниченном объёме, чтобы убедиться в степени её эффективности.

2. Искусственные растения

В последнее время всё более заметной становится деятельность независимых энтузиастов, решивших претворить в жизнь ещё один весьма смелый план. Они хотят помочь нашей матушке-природе, создав искусственные деревья и растения. Это машины, которые забирают углекислый газ непосредственно из атмосферы, используя так называемую «технологию прямого захвата воздуха». Создано много разных аппаратов, и все они работают по-разному, но большинство использует специальные материалы, которые связывают СО2 более плотно, чем любые другие молекулы. Затем этот газ либо отправляется в хранилища, либо используется как биотопливо.

В Исландии создали рабочий прототип, который превращает углекислый газ в камень. Создатели этой машины воспользовались тем фактом, что СО2 вступает в реакцию с некоторыми видами камня, например, базальтом, образуя карбонаты. Этот процесс теоретически навсегда выводит углекислый газ из атмосферы. Что, естественно, не может не радовать. Захваченный газ также предлагается подавать в теплицы, где он пригодится для выращивания возделываемых там культур.

Самой большой проблемой всех этих замечательных технологий является цена. У нас есть машины, которые уже работают. Но они, во-первых, работают не очень хорошо, а во-вторых, это чертовски дорого. Сегодня извлечение одной тонны углекислого газа из воздуха стоит от 200 до 600 долларов, и чтобы решить проблему потепления климата этим способом, потребуются какие-то невероятные суммы денег. Чтобы наводнить планету этими «деревьями», мы должны снизить их стоимость.

3. Заморозка

Третьей технологией, о которой вы сегодня узнаете, является заморозка углекислого газа. Она может показаться странной, но на самом деле это довольно простой процесс. Для начала нужно найти на нашей планете очень холодное место, где СО2, ещё немного, и заморозится сам по себе. Антарктида, кстати, будет в самый раз. После этого нужно построить холодильники, способные поддерживать температуру 140 градусов по Цельсию. Здесь ещё понадобится подать определённое давление, но в сумме этого должно хватить, чтобы превращать СО2 в снежную массу, которую затем можно переправлять в гигантские насыпные хранилища.

Однако чтобы эта технология забирала СО2 из атмосферы, а не добавляла его туда, энергия, питающая холодильные агрегаты, должна вырабатываться из возобновляемых источников, например, от возведённого в непосредственной близости ветрогенератора. Если верить подсчётам, произведённым одной исследовательской группой, человечеству должно хватить 16-20 таких ветряных станций. Они могут питать энергией 450 установок по производству снега, которые будут выбирать из атмосферы миллиард тонн углекислого газа в год. Это лишь небольшая часть того, что мы туда выбрасываем, но ведь надо же когда-то начинать, не правда ли?

Ещё один вариант развития этой идеи предполагает выпадение углекислого газа в виде осадков дождевого типа. С целью получения этого результата в воздухе нужно распылить моноэтаноламин, химическое соединение, которое превосходно связывает углекислый газ. После реакции с СО2 он будет выпадать на поверхность, где его можно будет собирать на ледовый щит Восточной Антарктики. Зря ей пустовать, что ли? Но это крайне гипотетический сценарий. Он приведён здесь только для того, чтобы показать, насколько необычными могут быть идеи, возникающие у учёных.

По сравнению с технологиями геоинженерии, всё то, о чём вы сегодня узнали, кажется гораздо менее масштабным, и лишь немногие специалисты воспринимают эти разработки всерьёз. Чтобы ощутимо повлиять на уровень углекислого газа в атмосфере целой планеты, на развитие этих технологий нужно потратить намного больше интеллектуальных и денежных средств, чем тратится сейчас. Однако у них есть и весьма заметное преимущество – они гораздо менее рискованны, чем крупномасштабные проекты, поэтому, вполне возможно, будут со временем испытаны на практике. А это сегодня самое важное, на что нужно обращать внимание.

Источник