DIY på planetarisk skala

Från skogsplantering i kontinental skala till artificiellt framkallande av nederbörd har forskare börjat föreslå, testa och i vissa fall genomföra storskaliga geoteknikprojekt för att radikalt omvandla planeten (1). Dessa projekt är utformade för att lösa globala problem som ökenspridning, torka eller överskott av koldioxid i atmosfären, men är i sig mycket problematiska.

Den senaste fantastiska idén för att vända effekterna av den globala uppvärmningen trycker bort vår planet till en bana längre bort från solen. I den senaste kinesiska science fiction-filmen The Wandering Earth ändrar mänskligheten jordens omloppsbana med hjälp av enorma propeller för att undvika expansion (2).

Är något sådant möjligt? Experter utförde beräkningar, vars resultat är något alarmerande. Om SpaceX:s Falcon Heavy-raketmotorer användes skulle det till exempel ta 300 miljarder "bränder" med full kraft för att få jorden in i Mars-banan, medan det mesta av jordens material skulle användas för konstruktion och kraft. Detta. Något effektivare skulle en jonmotor vara placerad i omloppsbana runt jorden och på något sätt fäst vid planeten - den skulle förmodligen använda 13 % av jordens massa för att överföra de återstående 87 % till en ytterligare bana. Så kanske? Den skulle behöva vara nästan tjugo gånger jordens diameter, och resan till Mars omloppsbana skulle fortfarande ta... en miljard år.

2. Stillbild från filmen "The Wandering Earth"

Därför verkar det som att projektet att "skjuta" jorden in i en kallare bana måste skjutas upp på obestämd tid i framtiden. Istället är ett av projekten redan igång på mer än ett ställe byggande av gröna barriärer på stora ytor av planeten. De består av inhemsk vegetation och planteras på kanterna av öknar för att stoppa ytterligare ökenspridning. De två största murarna är kända under sitt engelska namn i Kina, som försöker begränsa spridningen av Gobiöknen längs 4500 XNUMX km, och Stor grön vägg i Afrika (3), upp till 8 km på gränsen till Sahara.

3. Innehåller Sahara i Afrika

Men även de mest optimistiska uppskattningarna visar att vi kommer att behöva minst en miljard hektar ytterligare skog för att bromsa effekterna av den globala uppvärmningen genom att neutralisera den nödvändiga mängden CO2. Detta är ett område lika stort som Kanada.

Enligt forskare från Potsdam Institute for Climate Research har plantering av träd också en begränsad inverkan på klimatet och skapar osäkerhet om huruvida det överhuvudtaget är effektivt. Geoteknikentusiaster letar efter mer radikala vägar.

Blockerar solen med grått

Teknik föreslagen för många år sedan spridning av föreningar med hög svavelhalt i atmosfären, även känd under förkortningen SRM (solar radiation management) är en reproduktion av de förhållanden som uppstår vid stora vulkanutbrott som släpper ut dessa ämnen i stratosfären (4). Detta bidrar bland annat till att moln bildas och att solinstrålningen minskar som når jordens yta. Forskare har till exempel bevisat att det är fantastiskt Pinatubo i Filippinerna fick det 1991 den globala temperaturen att sjunka med cirka 0,5°C under minst två år.

4. Effekt av svavel aerosoler

Faktum är att vår industri, som har släppt ut enorma mängder svaveldioxid som en förorening i decennier, har länge bidragit till att minska solljustransmissionen. Det uppskattas att dessa föroreningar i den termiska balansen ger cirka 0,4 watt "lättnad" till jorden per kvadratmeter. Men den förorening vi producerar från koldioxid och svavelsyra är inte permanent.

Dessa ämnen stiger inte upp i stratosfären, där de kan bilda en permanent antisolfilm. Enligt forskare skulle minst 5 miljoner ton eller mer behöva pumpas in i stratosfären för att balansera effekten av koncentration i jordens atmosfär.₂ och andra ämnen. Förespråkare av denna metod, som Justin McClellan från Aurora Flight Sciences i Massachusetts, uppskattar att kostnaden för en sådan operation skulle vara cirka 10 miljarder dollar per år – en betydande summa, men inte tillräckligt för att förstöra mänskligheten för alltid.

Tyvärr har svavelmetoden en annan nackdel. Kylning fungerar bra i varmare områden. Nära polerna - nästan inga. Så, som du kanske kan gissa, kan processen med smältande is och stigande havsnivåer inte stoppas på detta sätt, och frågan om förluster från översvämningar av låglänta kustområden kommer att förbli ett verkligt hot.

Nyligen genomförde forskare från Harvard ett experiment för att introducera spår av aerosol på en höjd av cirka 20 km - inte tillräckligt för att ha en betydande inverkan på jordens stratosfär. De (SCoPEx) utfördes med en ballong. Aerosolen innehöll i.i. sulfater, som skapar dis som reflekterar solljus. Detta är ett av många begränsade geoteknikprojekt som äger rum på vår planet i förvånansvärt stort antal.

Space paraplyer och öka jordens albedo

Bland andra projekt av denna typ väcker idén uppmärksamhet gigantisk paraplylansering ut i yttre rymden. Detta skulle begränsa mängden solstrålning som når jorden. Denna idé har funnits i decennier, men är för närvarande i det kreativa utvecklingsstadiet.

En artikel publicerad 2018 i tidskriften Aerospace Technology and Management beskriver vad författarna kallar ett projekt. Den planerar att placera en tunn, bred remsa av kolfiber vid Lagrange-punkten, som är en relativt stabil punkt i det komplexa systemet av gravitationsinteraktioner mellan jorden, månen och solen. Bladet blockerar bara en liten del av solstrålningen, men det kan räcka för att sänka den globala temperaturen under gränsen på 1,5°C som fastställts av den internationella klimatpanelen.

De presenterar en lite liknande idé stora rymdspeglar. De föreslogs i början av 1-talet av astrofysikern Lowell Wood från Lawrence Livermore National Laboratory i Kalifornien. För att konceptet ska vara effektivt måste reflektionen falla på minst 1,6 % av solljuset, och speglarna måste ha en yta på XNUMX miljoner km².².

Andra vill blockera solen genom att stimulera och därför använda en process som kallas molnsådd. "Frö" behövs för att generera droppar. Naturligtvis bildas vattendroppar runt partiklar av damm, pollen, havssalt och till och med bakterier. Det är känt att kemikalier som silverjodid eller torris kan användas för detta. Detta kan hända med de redan kända och använda metoderna ljusare och blekande moln, föreslog av fysikern John Latham 1990. Sea Cloud Lightning Project vid University of Washington i Seattle föreslår att man ska uppnå en blekande effekt genom att spruta havsvatten på molnen över havet.

Andra uppmärksammade förslag ökning av jordens albedo (det vill säga förhållandet mellan reflekterad och infallande strålning) är också användbara för att måla hus vita, plantera färgglada växter och kanske till och med lägga ner reflekterande ark i öknen.

Vi beskrev nyligen absorptionsteknikerna som ingår i geoteknikarsenalen vid MT. De är som regel inte av global skala, men om deras antal ökar kan konsekvenserna bli globala. Det pågår dock en sökning efter metoder som förtjänar namnet geoengineering. CO-borttagning₂ från atmosfären kan enligt vissa passera igenom sådd havensom trots allt är en av de viktigaste kolsänkorna på vår planet, ansvariga för minskningen av cirka 30 % av koldioxiden₂. Tanken är att öka deras effektivitet.

De två viktigaste sätten är att gödsla haven med järn och kalcium. Detta stimulerar tillväxten av växtplankton, som suger koldioxid från atmosfären och hjälper till att avsätta den på botten. Tillsats av kalciumföreningar kommer att orsaka en reaktion med CO.₂ redan löst i havet och bildandet av bikarbonatjoner, vilket minskar havens surhet och gör dem mottagliga för att absorbera mer CO₂.

Idéer från Exxon Stables

De största finansiärerna av geoteknikforskning är The Heartland Institute, Hoover Institution och American Enterprise Institute, som alla arbetar för olje- och gasindustrin. Därför kritiseras begreppet geoteknik ofta av förespråkare för att minska koldioxidutsläppen, vilket enligt deras åsikt avleder uppmärksamheten från problemets kärna. Förutom att använda geoteknik utan att minska utsläppen gör mänskligheten beroende av dessa metoder utan att lösa det verkliga problemet.

Oljebolaget ExxonMobil är känt för sina djärva globala projekt som utvecklats sedan 90-talet. Förutom att gödsla haven med järn och bygga en solsköld på 10 biljoner dollar i rymden, föreslog hon också att bleka havets yta genom att applicera ljusa lager, skum, flytande plattformar eller andra "reflektioner" på vattenytan. Ett annat alternativ var att bogsera arktiska isberg till lägre breddgrader så att isens vithet skulle reflektera solens strålar. Naturligtvis noterades omedelbart risken för en kolossal ökning av havsföroreningarna, för att inte tala om de enorma kostnaderna.

Exxon-experter har också föreslagit att man ska använda stora pumpar för att flytta vatten från under den antarktiska havsisen och sedan spruta ut det i atmosfären för att landa som snö eller ispartiklar på det östra Antarktiska istäcket. Förespråkarna hävdade att om tre biljoner ton per år pumpades på detta sätt skulle det finnas 0,3 meter mer snö på inlandsisen, men på grund av de enorma energikostnaderna nämndes projektet aldrig igen.

En annan idé från Exxon-stallet är tunnfilmsheliumfyllda aluminiumballonger i stratosfären, placerade upp till 100 km över jordens yta för att sprida solljus. Det har också föreslagits att påskynda cirkulationen av vatten i världshaven genom att reglera salthalten i vissa nyckelregioner, såsom Nordatlanten. För att vattnet skulle bli saltare trodde man att Grönlands inlandsis skulle bevaras, vilket skulle förhindra dess snabba smältning. En bieffekt av den kylande Nordatlanten skulle dock få Europa att svalna, vilket gör det svårare för människor att överleva. En bagatell.

Data tillhandahålls Geoteknikövervakare – ett gemensamt projekt av Biofuelwatch, ETC Group och Heinrich Boell Foundation – visar att en hel del geoteknikprojekt har genomförts runt om i världen (5). Kartan visar aktiva, färdiga och övergivna. Det verkar fortfarande inte finnas någon samordnad internationell förvaltning av dessa aktiviteter. Så detta är inte strikt global geoengineering. Mer som beslag.

5. Karta över geoengineering-projekt enligt sajten map.geoengineeringmonitor.org

De flesta av projekten, mer än 190, har redan genomförts. kolbindning, det vill säga avskiljning och lagring av koldioxid (CCS), och cirka 80 – kolavskiljning, utnyttjande och lagring (, KUSS). Det har genomförts 35 havsgödslingsprojekt och mer än 20 stratosfäriska aerosolinjektionsprojekt (SAI). I listan Geoengineering Monitor hittar vi även några molnrelaterade aktiviteter. Det största antalet projekt skapades för väderförändringar. Uppgifterna visar att det fanns 222 åtgärder förknippade med ökad nederbörd och 71 åtgärder förknippade med minskad nederbörd.

Forskare fortsätter att argumentera

Hela tiden väcker entusiasmen hos initiativtagarna till utvecklingen av klimat-, atmosfäriska och oceaniska fenomen på global skala frågor: vet vi verkligen tillräckligt för att ägna oss åt geoteknik utan rädsla? Tänk om till exempel storskalig molnsådd förändrade vattenflödet och försenade regnperioden i Sydostasien? Hur är det med risgrödor? Tänk om till exempel dumpning av tonvis av järn i havet utplånar fiskpopulationer längs Chiles kust?

i havet, som först implementerades utanför British Columbias kust i Nordamerika 2012, ledde snabbt till negativa konsekvenser i form av storskalig algblomning. Tidigare, 2008, godkände 191 FN-länder ett förbud mot havsbefruktning, av rädsla för okända biverkningar, möjliga modifieringar av näringskedjan eller skapandet av områden med låg syrehalt i vattendrag. I oktober 2018 fördömde mer än hundra icke-statliga organisationer geoteknik som "farligt, onödigt och orättvist".

Precis som fallet är med medicinska behandlingar och många läkemedel, provocerar geoengineering biverkningarvilket i sin tur kommer att kräva separata åtgärder för att förhindra dem. Som Brad Plumer noterade i Washington Post, när geoengineering-projekt väl startar är de svåra att stoppa. När vi till exempel slutar spruta ut reflekterande partiklar i atmosfären kommer jorden att börja värmas upp väldigt snabbt. Och plötsliga sådana är mycket värre än långsamma.

En nyligen publicerad studie publicerad i Journal of Geophysical Research gör detta tydligt. Dess författare använde elva klimatmodeller för första gången för att förutsäga vad som kan hända om världen använde solenergi för att kompensera för en årlig ökning av globala koldioxidutsläpp på en procent. Den goda nyheten är att modellen kan stabilisera globala temperaturer, men det verkar som om geoengineering stoppades när detta uppnåddes, skulle katastrofala temperaturspikar inträffa.

Experter fruktar också att det mest populära geoteknikprojektet, att pumpa svaveldioxid i atmosfären, kan äventyra vissa regioner. Förespråkare av sådana handlingar är emot. En studie publicerad i tidskriften Nature Climate Change i mars 2019 försäkrar att de negativa effekterna av sådana projekt kommer att vara mycket begränsade. Medförfattare till studien, Prof. Harvards David Keith, expert på teknik och offentlig politik, säger att forskare inte bara bör röra geoteknik, särskilt solenergi.

- - Han sa. -

Keiths papper har redan hamnat i brand från dem som oroar sig för att forskare överskattar befintlig teknik och att deras optimism om geoengineering-tekniker kan avskräcka offentliga ansträngningar för att minska utsläppen av växthusgaser.

Det finns många studier som visar hur frustrerande geoteknik kan vara. 1991 släpptes 20 megaton svaveldioxid ut i den höga atmosfären och täckte hela planeten i ett lager av sulfat som reflekterade stora mängder synligt ljus. Jorden svalnade med ungefär en halv grad Celsius. Men inom några år föll sulfaterna ur atmosfären och klimatförändringarna återgick till sin gamla, alarmerande kurs.

Intressant nog, i den dämpade, svalare världen efter Pinatubo, verkade växterna klara sig bra. Speciellt skogarna. En studie fann att under soliga dagar 1992 ökade fotosyntesen i en skog i Massachusetts med 23 % jämfört med före utbrottet. Detta bekräftade hypotesen att geoteknik inte hotar jordbruket. Men mer detaljerade studier visade att efter vulkanutbrottet sjönk de globala majsskördarna med 9,3 % och vete, sojabönor och ris med 4,8 %.

Och detta borde kyla ner anhängare av global kylning av världen.