DIY մոլորակային մասշտաբով

Մայրցամաքային մասշտաբի անտառների տնկումից մինչև անձրևների արհեստական ​​առաջացում, գիտնականները սկսել են առաջարկել, փորձարկել և որոշ դեպքերում իրականացնել լայնածավալ գեոինժեներական նախագծեր՝ մոլորակն արմատապես վերափոխելու համար (1): Այս նախագծերը նախատեսված են լուծելու այնպիսի գլոբալ խնդիրներ, ինչպիսիք են անապատացումը, երաշտը կամ մթնոլորտում ավելցուկային ածխաթթու գազը, բայց իրենք շատ խնդրահարույց են:

Գլոբալ տաքացման հետևանքները հակադարձելու վերջին ֆանտաստիկ գաղափարը հեռացնում է մեր մոլորակը դեպի Արեգակից ավելի հեռու ուղեծիր: Վերջերս չինական «Թափառող Երկիր» գիտաֆանտաստիկ ֆիլմում մարդկությունը փոխում է Երկրի ուղեծիրը՝ օգտագործելով հսկայական շարժիչներ՝ ընդարձակումից խուսափելու համար (2):

Հնարավո՞ր է նման բան. Փորձագետները հաշվարկներ են կատարել, որոնց արդյունքները որոշակիորեն տագնապալի են։ Եթե, օրինակ, օգտագործվեին SpaceX-ի Falcon Heavy հրթիռային շարժիչները, ապա ամբողջ ուժով 300 միլիարդ «կրակ» կպահանջվեր Երկիրը Մարսի ուղեծիր դուրս բերելու համար, մինչդեռ Երկրի նյութի մեծ մասը կօգտագործվեր շինարարության և էներգիայի համար: Սա. Մի փոքր ավելի արդյունավետ կլինի իոնային շարժիչը, որը տեղադրված է Երկրի շուրջը ուղեծրում և ինչ-որ կերպ կցված է մոլորակին. այն ենթադրաբար կօգտագործի Երկրի զանգվածի 13%-ը՝ մնացած 87%-ը հետագա ուղեծիր տեղափոխելու համար: Այսպիսով, գուցե. Այն պետք է լինի գրեթե քսան անգամ Երկրի տրամագծից, իսկ դեպի Մարսի ուղեծիր ճանապարհը դեռ կտևի... միլիարդ տարի:

2. Դեռևս «Թափառող երկիր» ֆիլմից.

Հետևաբար, թվում է, որ Երկիրը ավելի ցուրտ ուղեծիր «մղելու» նախագիծը ապագայում պետք է անորոշ ժամանակով հետաձգվի։ Փոխարենը մեկից ավելի վայրերում արդեն իսկ իրականացվող նախագծերից մեկն է կանաչ պատնեշների կառուցում մոլորակի մեծ մակերեսների վրա: Դրանք բաղկացած են բնիկ բուսականությունից և տնկվում են անապատների եզրերին՝ հետագա անապատացումը դադարեցնելու համար: Երկու ամենամեծ պատերը հայտնի են իրենց անգլերեն անունով Չինաստանում, որը փորձում է զսպել Գոբի անապատի տարածումը 4500 կմ երկարությամբ, և Մեծ Կանաչ պատ Աֆրիկայում (3), Սահարայի սահմանին մինչև 8 կմ.

3. Աֆրիկայում Սահարա պարունակող

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ամենալավատեսական գնահատականները ցույց են տալիս, որ մեզ անհրաժեշտ կլինի առնվազն մեկ միլիարդ հեկտար լրացուցիչ անտառներ՝ գլոբալ տաքացման հետևանքները զսպելու համար՝ չեզոքացնելով CO2-ի անհրաժեշտ քանակությունը: Սա Կանադայի չափ տարածք է:

Ըստ Պոտսդամի Կլիմայի հետազոտությունների ինստիտուտի գիտնականների, ծառատունկը նույնպես սահմանափակ ազդեցություն ունի կլիմայի վրա և անորոշություն է առաջացնում այն ​​առնչությամբ, թե արդյոք դա ընդհանրապես արդյունավետ է: Գեոինժեներության սիրահարները ավելի արմատական ​​ուղիներ են փնտրում:

Արևի արգելափակում մոխրագույնով

Տարիներ առաջ առաջարկված տեխնիկան բարձր ծծմբային միացությունների ցրումը մթնոլորտում, հայտնի է նաև հապավումով SRM (արևային ճառագայթման կառավարում) այն պայմանների վերարտադրությունն է, որոնք առաջանում են մեծ հրաբխային ժայթքումների ժամանակ, որոնք այդ նյութերը արձակում են ստրատոսֆերա (4): Սա, ի թիվս այլ բաների, նպաստում է ամպերի առաջացմանը և Երկրի մակերեսին հասնող արեգակնային ճառագայթման նվազմանը: Գիտնականներն ապացուցել են, օրինակ, որ դա հիանալի է Պինատուբո Ֆիլիպիններում 1991 թվականին դա հանգեցրեց գլոբալ ջերմաստիճանի նվազմանը մոտ 0,5 °C-ով առնվազն երկու տարի շարունակ:

4. Ծծմբային աերոզոլների ազդեցությունը

Փաստորեն, մեր արդյունաբերությունը, որը տասնամյակներ շարունակ արտանետում է հսկայական քանակությամբ ծծմբի երկօքսիդ՝ որպես աղտոտող նյութ, երկար ժամանակ նպաստել է արևի լույսի փոխանցման կրճատմանը։ Ենթադրվում է, որ ջերմային հավասարակշռության այս աղտոտիչները Երկրին ապահովում են մոտ 0,4 վտ «ռելիեֆ» մեկ քառակուսի մետրի համար: Այնուամենայնիվ, աղտոտումը, որը մենք արտադրում ենք ածխաթթու գազից և ծծմբաթթվից, մշտական ​​չէ:

Այս նյութերը չեն բարձրանում ստրատոսֆերա, որտեղ նրանք կարող են ձևավորել մշտական ​​հակաարևային թաղանթ: Հետազոտողների կարծիքով՝ երկրագնդի մթնոլորտում կոնցենտրացիայի ազդեցությունը հավասարակշռելու համար ստրատոսֆերա պետք է մղվեր առնվազն 5 միլիոն տոննա կամ ավելի:₂ և այլ նյութեր: Այս մեթոդի կողմնակիցները, ինչպիսիք են Ջասթին ՄաքՔելլանը Մասաչուսեթսի Aurora Flight Sciences-ից, գնահատում են, որ նման գործողության արժեքը կկազմի տարեկան մոտ 10 միլիարդ դոլար՝ զգալի գումար, բայց ոչ բավարար մարդկությանը ընդմիշտ ոչնչացնելու համար:

Ցավոք, ծծմբի մեթոդը ևս մեկ թերություն ունի. Սառեցումը լավ է աշխատում ավելի տաք շրջաններում: Բեւեռների շրջանում՝ գրեթե ոչ մի։ Այնպես որ, ինչպես կարող եք կռահել, սառույցների հալման և ծովի մակարդակի բարձրացման գործընթացը հնարավոր չէ կանգնեցնել այս կերպ, իսկ ցածրադիր ափամերձ տարածքների ջրհեղեղից կորուստների հարցը կմնա իրական սպառնալիք։

Վերջերս Հարվարդի գիտնականները փորձ կատարեցին մոտ 20 կմ բարձրության վրա աերոզոլի հետքեր ներմուծելու համար, ինչը բավարար չէ Երկրի ստրատոսֆերայի վրա էական ազդեցություն ունենալու համար: Դրանք (SCoPEx) իրականացվել են օդապարիկով։ Աերոզոլը պարունակում էր i.i. սուլֆատներ, որոնք ստեղծում են մշուշ, որն արտացոլում է արևի լույսը: Սա մեր մոլորակի վրա զարմանալիորեն մեծ թվով սահմանափակ մասշտաբի գեոինժեներական նախագծերից մեկն է:

Տիեզերական հովանոցներ և Երկրի ալբեդոյի ավելացում

Այս տիպի այլ նախագծերի թվում ուշադրություն է գրավում գաղափարը հսկա հովանոցային արձակում դեպի արտաքին տարածություն: Սա կսահմանափակի Երկիր հասնող արեգակնային ճառագայթման քանակը: Այս գաղափարը գոյություն ունի տասնամյակներ շարունակ, սակայն ներկայումս գտնվում է զարգացման ստեղծագործական փուլում:

Aerospace Technology and Management ամսագրում 2018 թվականին հրապարակված հոդվածը նկարագրում է այն, ինչ հեղինակներն անվանում են նախագիծ։ Այն նախատեսում է ածխածնային մանրաթելից բարակ լայն ժապավեն տեղադրել Լագրանժի կետում, որը համեմատաբար կայուն կետ է Երկրի, Լուսնի և Արեգակի միջև գրավիտացիոն փոխազդեցությունների բարդ համակարգում։ Տերեւը արգելափակում է արեգակնային ճառագայթման միայն մի փոքր մասը, սակայն դա կարող է բավարար լինել գլոբալ ջերմաստիճանը նվազեցնելու համար Միջազգային կլիմայական վահանակի կողմից սահմանված 1,5°C սահմանից ցածր:

Նրանք փոքր-ինչ նման գաղափար են ներկայացնում մեծ տիեզերական հայելիներ. Դրանք առաջարկվել են 1-ականների սկզբին աստղաֆիզիկոս Լոուել Վուդի կողմից Կալիֆորնիայի Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայից: Որպեսզի հայեցակարգն արդյունավետ լինի, արտացոլումը պետք է ընկնի արևի լույսի առնվազն 1,6%-ի վրա, իսկ հայելիները պետք է ունենան XNUMX միլիոն կմ² տարածք:².

Մյուսները ցանկանում են արգելափակել արևը՝ խթանելով և հետևաբար օգտագործելով մի գործընթաց, որը հայտնի է որպես ամպերի սերմանում. Կաթիլներ առաջացնելու համար անհրաժեշտ են «սերմեր»: Բնականաբար, ջրի կաթիլները գոյանում են փոշու, ծաղկափոշու, ծովի աղի և նույնիսկ բակտերիաների մասնիկների շուրջ: Հայտնի է, որ դրա համար կարող են օգտագործվել այնպիսի քիմիական նյութեր, ինչպիսիք են արծաթի յոդիդը կամ չոր սառույցը։ Դա կարող է տեղի ունենալ արդեն հայտնի և օգտագործված մեթոդներով լուսավորող և սպիտակեցնող ամպեր, առաջարկել է ֆիզիկոս Ջոն Լաթեմը 1990 թվականին։ Սիեթլում Վաշինգտոնի համալսարանի Sea Cloud Lightning Project-ն առաջարկում է սպիտակեցնող էֆեկտի հասնել՝ ծովի ջուրը օվկիանոսի ամպերի վրա ցողելով:

Այլ ուշագրավ առաջարկներ Երկրի ալբեդոյի ավելացում (այսինքն՝ արտացոլված ճառագայթման հարաբերակցությունը) նույնպես օգտակար են տները սպիտակ ներկելու, գունավոր բույսեր տնկելու և, հնարավոր է, նույնիսկ անապատում արտացոլող թիթեղներ դնելու համար։

Վերջերս մենք նկարագրեցինք կլանման տեխնիկան, որը ներառված է MT-ի գեոինժեներական զինանոցում: Դրանք, որպես կանոն, համաշխարհային մասշտաբի չեն, չնայած դրանց քանակի ավելացման դեպքում հետեւանքները կարող են դառնալ գլոբալ։ Այնուամենայնիվ, որոնումներ են իրականացվում այնպիսի մեթոդների համար, որոնք արժանի են աշխարհաճարտարագիտություն անվանմանը: CO հեռացում₂ մթնոլորտից, ոմանց կարծիքով, կարող է անցնել օվկիանոսների սերմանումորոնք, ի վերջո, հանդիսանում են մեր մոլորակի հիմնական ածխածնի ջրասույզներից մեկը, որը պատասխանատու է CO-ի մոտավորապես 30%-ի կրճատման համար։₂. Գաղափարը դրանց արդյունավետությունը բարձրացնելն է։

Երկու ամենակարևոր եղանակները ծովերը երկաթով և կալցիումով պարարտացնելն է։ Սա խթանում է ֆիտոպլանկտոնի աճը, որը ներծծում է ածխաթթու գազը մթնոլորտից և օգնում այն ​​կուտակել հատակին: Կալցիումի միացությունների ավելացումը կառաջացնի ռեակցիա CO-ի հետ:₂ օվկիանոսում արդեն լուծարված և բիկարբոնատ իոնների ձևավորում՝ դրանով իսկ նվազեցնելով օվկիանոսների թթվայնությունը և դարձնելով դրանք ավելի շատ CO կլանման ենթակա։₂.

Գաղափարներ Exxon Stables-ից

Գեոինժեներական հետազոտությունների ամենամեծ ֆինանսավորողներն են Հարթլենդ ինստիտուտը, Հուվեր ինստիտուտը և Ամերիկյան ձեռնարկությունների ինստիտուտը, որոնք բոլորն էլ աշխատում են նավթի և գազի արդյունաբերության համար: Հետևաբար, գեոինժեներության հայեցակարգը հաճախ քննադատվում է ածխաթթու գազի արտանետումների կրճատման ջատագովների կողմից, ինչը, նրանց կարծիքով, շեղում է ուշադրությունը խնդրի էությունից: Բացի այդ Գեոինժեներության օգտագործումն առանց արտանետումների կրճատման՝ մարդկությունը կախված է այս մեթոդներից՝ առանց իրական խնդիրը լուծելու.

ExxonMobil նավթային ընկերությունը հայտնի է 90-ականներից մշակված իր համարձակ համաշխարհային նախագծերով։ Բացի օվկիանոսները երկաթով պարարտացնելուց և տիեզերքում 10 տրիլիոն դոլար արժողությամբ արևային վահան կառուցելուց, նա նաև առաջարկեց սպիտակեցնել օվկիանոսի մակերեսը՝ ջրի մակերեսին վառ շերտեր, փրփուր, լողացող հարթակներ կամ այլ «արտացոլումներ» կիրառելով: Մեկ այլ տարբերակ էր արկտիկական սառցաբեկորները ավելի ցածր լայնություններ քաշելն այնպես, որ սառույցի սպիտակությունը արտացոլի արևի ճառագայթները: Իհարկե, անմիջապես նշվեց օվկիանոսի աղտոտվածության վիթխարի աճի վտանգը, էլ չասած ահռելի ծախսերի մասին։

Exxon-ի փորձագետները նաև առաջարկել են օգտագործել մեծ պոմպեր՝ ջուրը Անտարկտիդայի ծովի սառույցի տակից տեղափոխելու համար, այնուհետև այն ցողել մթնոլորտ՝ որպես ձյան կամ սառույցի մասնիկներ արևելյան Անտարկտիդայի սառցե շերտի վրա վայրէջք կատարելու համար: Կողմնակիցները պնդում էին, որ եթե տարեկան 0,3 տրիլիոն տոննա մղվի այս ճանապարհով, ապա սառցե շերտի վրա XNUMX մետր ավելի ձյուն կտեղա, սակայն էներգիայի հսկայական ծախսերի պատճառով նախագծի մասին այլևս չհիշատակվեց:

Exxon ախոռի մեկ այլ գաղափար է բարակ թաղանթով հելիումով լցված ալյումինե փուչիկները ստրատոսֆերայում, որոնք տեղադրված են Երկրի մակերեւույթից մինչև 100 կմ բարձրության վրա՝ արևի լույսը ցրելու համար: Առաջարկվել է նաև արագացնել ջրի շրջանառությունը համաշխարհային օվկիանոսներում՝ կարգավորելով որոշ կարևոր շրջանների, օրինակ՝ Հյուսիսային Ատլանտյան օվկիանոսի աղիությունը: Որպեսզի ջրերն ավելի աղի դառնան, ենթադրվում էր, որ Գրենլանդիայի սառցաշերտը կպահպանվի, ինչը կկանխի դրա արագ հալումը։ Այնուամենայնիվ, Հյուսիսային Ատլանտյան օվկիանոսի սառեցման կողմնակի ազդեցությունը կհանգեցնի Եվրոպայի սառչմանը, ինչը կդժվարացնի մարդկանց գոյատևումը: Մանրուք.

Տրամադրված տվյալները Գեոինժեներական մոնիտոր - Biofuelwatch-ի, ETC Group-ի և Heinrich Boell Foundation-ի համատեղ նախագիծը ցույց է տալիս, որ բավականին մեծ թվով գեոինժեներական նախագծեր են իրականացվել ամբողջ աշխարհում (5): Քարտեզը ցույց է տալիս ակտիվ, ավարտված և լքված: Ըստ երևույթին, դեռևս չկա այդ գործունեության համակարգված միջազգային կառավարում։ Այսպիսով, դա խիստ գլոբալ գեոինժեներություն չէ: Ավելի շատ նման է ապարատային:

5. Գեոինժեներական նախագծերի քարտեզ՝ ըստ կայքի map.geoengineeringmonitor.org

Ծրագրերի մեծ մասը՝ ավելի քան 190, արդեն իրականացվել է։ ածխածնի առգրավում, այսինքն՝ ածխածնի հավաքում և պահպանում (CCS), և մոտ 80 – ածխածնի ներգրավում, օգտագործում և պահպանում (, KUSS): Եղել են օվկիանոսների բեղմնավորման 35 և ավելի քան 20 ստրատոսֆերային աերոզոլային ներարկման (SAI) նախագծեր: Geoengineering Monitor ցանկում մենք նաև գտնում ենք ամպի հետ կապված որոշ գործողություններ: Ամենամեծ թվով նախագծեր ստեղծվել են եղանակի փոփոխության համար: Տվյալները ցույց են տալիս, որ եղել է 222 գործողություն՝ կապված տեղումների ավելացման հետ և 71 գործողություն՝ կապված տեղումների նվազման հետ:

Գիտնականները շարունակում են վիճել

Համաշխարհային մասշտաբով կլիմայական, մթնոլորտային և օվկիանոսային երևույթների զարգացման նախաձեռնողների ոգևորությունը մշտապես հարցեր է առաջացնում. Իսկ եթե, օրինակ, լայնածավալ ամպերի սերմանումը փոխի ջրի հոսքը և հետաձգի անձրևների սեզոնը Հարավարևելյան Ասիայում: Ինչ վերաբերում է բրնձի մշակաբույսերին: Իսկ եթե, օրինակ, տոննաներով երկաթի օվկիանոս թափելը ոչնչացնի ձկների պոպուլյացիան Չիլիի ափերի երկայնքով:

օվկիանոսում, որն առաջին անգամ իրականացվել է Հյուսիսային Ամերիկայի Բրիտանական Կոլումբիայի ափերի մոտ 2012 թվականին, արագ հանգեցրել է բացասական հետևանքների՝ լայնածավալ ջրիմուռների ծաղկման տեսքով: Նախկինում, 2008 թվականին, ՄԱԿ-ի 191 երկրներ հաստատել են օվկիանոսների պարարտացման արգելքը՝ վախենալով անհայտ կողմնակի ազդեցություններից, սննդային շղթայի հնարավոր փոփոխություններից կամ ջրային մարմիններում թթվածնի ցածր պարունակությամբ տարածքների ստեղծումից: 2018-ի հոկտեմբերին հարյուրից ավելի ՀԿ-ներ դատապարտեցին գեոինժեներությունը որպես «վտանգավոր, անհարկի և անարդար»:

Ինչպես բժշկական բուժումների և բազմաթիվ դեղամիջոցների դեպքում, գեոինժեներությունը հրահրում է կողմնակի էֆեկտներինչը, իր հերթին, կպահանջի առանձին միջոցներ դրանք կանխելու համար։ Ինչպես նշել է Բրեդ Փլամերը Washington Post-ում, երբ սկսվում են գեոինժեներական նախագծերը, դրանք դժվար է դադարեցնել: Երբ, օրինակ, դադարենք ռեֆլեկտիվ մասնիկներ ցողել մթնոլորտ, Երկիրը կսկսի շատ արագ տաքանալ: Իսկ հանկարծակիները շատ ավելի վատն են, քան դանդաղները:

Journal of Geophysical Research ամսագրում հրապարակված վերջին ուսումնասիրությունը պարզ է դարձնում դա: Դրա հեղինակներն առաջին անգամ օգտագործել են տասնմեկ կլիմայական մոդելներ՝ կանխատեսելու համար, թե ինչ կարող է տեղի ունենալ, եթե աշխարհն օգտագործի արևային աշխարհաճարտարագիտությունը՝ փոխհատուցելու ածխաթթու գազի գլոբալ արտանետումների տարեկան մեկ տոկոս աճը: Լավ նորությունն այն է, որ մոդելը կարող է կայունացնել գլոբալ ջերմաստիճանը, սակայն, ըստ երևույթին, եթե աշխարհաճարտարագիտությունը դադարեցվի հենց դրան հասնելուց հետո, ջերմաստիճանի աղետալի թռիչքներ տեղի կունենան:

Փորձագետները նաև մտավախություն ունեն, որ ամենահայտնի գեոինժեներական նախագիծը՝ ծծմբի երկօքսիդը մթնոլորտ մղելը, կարող է վտանգել որոշ շրջաններ: Նման գործողությունների կողմնակիցները դեմ են. 2019 թվականի մարտին Nature Climate Change ամսագրում հրապարակված ուսումնասիրությունը հավաստիացնում է, որ նման նախագծերի բացասական ազդեցությունները շատ սահմանափակ կլինեն: Հետազոտության համահեղինակ պրոֆ. Հարվարդի մասնագետ Դեյվիդ Քիթը, ճարտարագիտության և հանրային քաղաքականության փորձագետ, ասում է, որ գիտնականները չպետք է դիպչեն միայն գեոինժեներիային, հատկապես արևային:

- - Նա ասաց. -

Քեյթի աշխատությունն արդեն քննադատության է ենթարկվել նրանց կողմից, ովքեր անհանգստանում են, որ գիտնականները գերագնահատում են գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաները, և որ գեոինժեներական տեխնիկայի վերաբերյալ նրանց լավատեսությունը կարող է հուսահատեցնել հանրային ջանքերը ջերմոցային գազերի արտանետումները նվազեցնելու համար:

Կան բազմաթիվ ուսումնասիրություններ, որոնք ցույց են տալիս, թե որքան հիասթափեցնող կարող է լինել գեոինժեներությունը: 1991 թվականին 20 մեգատոն ծծմբի երկօքսիդ արտանետվեց բարձր մթնոլորտ՝ ծածկելով ամբողջ մոլորակը սուլֆատի շերտով, որն արտացոլում էր մեծ քանակությամբ տեսանելի լույս: Երկիրը սառեցրեց մոտ կես աստիճան Ցելսիուսով: Բայց մի քանի տարվա ընթացքում սուլֆատները դուրս եկան մթնոլորտից, և կլիմայի փոփոխությունը վերադարձավ իր հին, տագնապալի ընթացքին:

Հետաքրքիր է, որ Պինատուբոյից հետո խլացած, ավելի զով աշխարհում բույսերը կարծես թե լավ էին: Հատկապես անտառները։ Մի ուսումնասիրություն ցույց է տվել, որ 1992 թվականի արևոտ օրերին Մասաչուսեթսի անտառում ֆոտոսինթեզն աճել է 23%-ով՝ համեմատած ժայթքումից առաջ: Սա հաստատեց այն վարկածը, որ գեոինժեներիան չի սպառնում գյուղատնտեսությանը։ Այնուամենայնիվ, ավելի մանրամասն ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ հրաբխի ժայթքումից հետո եգիպտացորենի համաշխարհային բերքատվությունը նվազել է 9,3%-ով, իսկ ցորենի, սոյայի և բրնձի 4,8%-ով։

Եվ սա պետք է սառչի երկրագնդի գլոբալ սառեցման կողմնակիցներին: