Не обжечься на глобальном потеплении

Глобальное изменение климата под влиянием антропогенных выбросов – свершившееся событие. Несмотря на то, что некоторые специалисты и многие простые люди продолжают отмахиваться от таяния ледников, сокращения полярных шапок, отклика на потепление со стороны биосферы, большинству людей науки ясно, что во всем виновата недальновидная хозяйственная деятельность человека.

Осознав проблему еще десять лет назад, учёные тут же принялись искать способы борьбы с её негативными последствиями. Различные геоинжиниринговые идеи на этот счёт появляются уже более 15 лет, однако время идет, а политические и научные лидеры планеты не особенно спешат запускать программы по борьбе с потеплением. Более того, все предложенные специалистами модели сопротивления повышению температуры климата до сих пор остаются лишь изложенными на бумаге концепциями.

Как бы там ни было, рано или поздно нам придется скинуться всем миром и начать что-то делать.

Что именно – вопрос открытый, так как еще никто не успел разобраться в реальной стоимости реализации той или иной программы и их явных и скрытых рисках. А уж о том, чтобы сравнить различные концепции между собой с отвлечённых позиций, не принимая заранее сторону одной из них, до сих пор и речи не было. Более того, не вполне понятно, как сравнивать: понятно, что какие-то программы будут проще, какие-то быстрее, какие-то – дешевле, но ни одна из них не предлагает разом простого, мгновенного и бесплатного решения проблемы потепления.

Филипп Бойд, авторитетный новозеландский геохимик, работающий в Институте физической и химической океанографии при Университете Отаго, попытался обобщить предложенные методы борьбы с глобальным потеплением климата и выработать некоторые руководства для аналитических групп, которые будут решать, что же нам стоит предпринять. Свои соображения ученый изложил в статье, принятой к публикации в Nature Geoscience.

На сегодняшний день существуют две группы геоинжиниринговых методов борьбы с изменением климата.

Первые подразумевают устранение симптомов увеличения атмосферной концентрации парниковых газов – собственно потепления, вторые нацелены на устранение самой причины – уменьшение концентрации СО₂.

Холодильник для планеты

Для уменьшения температуры климата достаточно ограничить поток энергии от Солнца, приходящийся земной поверхности. В начале девяностых годов была выдвинута концептуальная идея запуска в космос большого количества зеркал, которые отражали бы часть солнечного излучения обратно в космос.

Добиться похожего результата можно и за счет повышения альбедо – коэффициента отражения – самой Земли. Для этого теоретики совсем недавно разработали технологию осветления облаков. Оказалось, что если распылить в турбулентном слое воздушных масс, находящемся сразу под облаками, маленькие капли морской воды, облака станут еще более белоснежными, а значит, будут лучше отражать солнечный свет. Этот эффект учёные подсмотрели в загруженных морских портах, где он возникает из-за скопления выбросов двигателей морских судов. Предполагается, что распылять капельки воды в будущем смогут воздушные суда, подобные воздушным шарам или аэростатам.

В принципе, к этой же группе методов борьбы с потеплением можно отнести и распыление в стратосфере соединений серы. Эта концепция появилась в начале девяностых и также была подсмотрена в природе – своим появлением она обязана извержению вулкана Пинатубо. Тогда учёные заметили, что выброшенные в стратосферу частички сульфатов образовали в верхних слоях воздушной оболочки земли аэрозоли, которые изменили коэффициент отражения Земли.

Кладбище для углекислоты

Идеи по борьбе с высокой атмосферной концентрацией углекислого газа также появляются довольно регулярно. Ещё в начале 1990-х годов появились предложения попросту конденсировать атмосферный СО₂ и закачивать его в подземные резервуары – например, выведенные из эксплуатации канализационные коллекторы. Здесь под большим давлением и при низких температурах газ можно хранить сколь угодно долго.

Позднее эта идея была развита до захоронения газа на дне океанов, где сочетание таких условий, как постоянный холод и высокие давления, приведут к формированию газовых гидратов – твердых соединений, образованных газом и водой. В таком виде природа хранит запасы природного газа уже многие миллионы лет – например, на дне Байкала.

Тогда же появились планы геохимического захоронения CO₂ – превращения атмосферного углекислого газа в карбонатные соединения, которые в дальнейшем можно хранить в виде растворов солей, аналогичных океаническим рассолам.

Со временем эти проекты дополнили методом поглощения углекислого газа прямо из атмосферы в промышленных районах и городах. Эту функцию могли бы выполнять специальные башни-очистители, наполненные адсорбентом. Углекислый газ, сорбировавшийся в таких колоннах, пригоден к транспортировке и окончательному захоронению.

Наиболее же дерзкой и неоднозначной затеей считают использование для борьбы с высокими концентрациями СО₂ обитателей мирового океана.

Поверхностные слои его содержат фитопланктон – основного потребителя углекислого газа на планете, который мог бы в значительной степени повлиять на состав атмосферы. Крохотные фотосинтезирующие организмы активно преобразуют газ в органические соединения, которые тут же передаются по всей пищевой цепочке, и в конечном итоге значительная их часть в форме карбонатов оседает на дне океана.

По мнению ученых, добиться более активной работы фитопланктона можно с помощью удобрений. Как показали исследования последних лет, фотосинтетическая активность фитопланктона сильно увеличивается в присутствии ионов железа. Также ученые предлагали использовать и азотные удобрения.

Как выбрать

Бойд предлагает при выборе той или иной стратегии борьбы с потеплением начать с того, чтобы заново оценить эффективность тех или иных предлагаемых методик. Например, эффективность распыления в стратосфере сернистого аэрозоля была вычислена главным образом на основе данных об извержении Пинатубо в 1991 году. В то же время поздние работы, посвященные этому явлению, выявили сложность механизма отклика биосферы на выбросы и показали, что сами по себе частицы аэрозоля могут и не привести к желаемому результату. То же касается и идеи с удобрением океана – оценки были сделаны главным образом из геохимически установленной антикорреляции между поступлением осаждений на дно океана и атмосферной концентрацией углекислого газа в течение тысячелетий.

Кроме того, уже сейчас ученые понимают, что продолжительное удобрение морских вод соединениями железа неизбежно приведет к их истощению и снижению эффективности фитопланктона спустя всего несколько десятилетий, а может быть, и лет. Экологические последствия распыления серных аэрозолей также не раз становились причиной жарких дебатов.

Бойд подчеркивает, что большинство предложенных методик – не более чем концепции, не имеющие исторического прецедента, а потому при их реализации человечество может столкнуться с рисками, о которых на стадии разработки ученые и не могли подозревать. Учитывая это, Бойд настаивает на том, что

главным фактором, которым стоит руководствоваться при выборе концепции по борьбе с глобальным потеплением, все же является время.

Разработка технических средств реализации концепций должна идти предельно быстро, так как результаты борьбы с глобальным потеплением планетарной экосистеме нужны были еще вчера.

Тестирование метода должно занимать минимальное время по той же самой причине. Кроме того, эффект от начала мероприятий должен достигаться практически сразу. Например, удобрение мирового океана может дать результат только спустя годы. Процесс химического осаждения СО₂ также может затянуться.

Особенно время важно при учете неожиданных побочных эффектов того или иного метода.

В случае их возникновения люди должны суметь в кратчайшие сроки остановить все процессы, связанные с вмешательством в размеренную жизнь планетарной экосистемы. Чтобы потом не пришлось разрабатывать методы борьбы с последствиями методов борьбы с глобальным потеплением.