Три проекта геоинженерии, которые могут помочь или навредить Земле

От выращивания лесов площадью с континент до призыва дождя, ученые начали предлагать, испытывать и даже внедрять крупномасштабные проекты геоинженерии, чтобы радикально преобразовать планету. Эти проекты предназначены для решения таких проблем, как разрастание пустынь, засух или избытка углекислого газа в атмосфере — и все ради борьбы с изменением климата. Ведь если не мы, то кто? Природа возьмет свое и уничтожит нас.

Влияние неконтролируемого изменения климата обходится странам в сотни миллиардов долларов в год, поскольку частота экстремальных погодных явлений растет, а урожайность снижается, не считая прочих последствий. Все это приводит к необходимости вводить радикальные решения. Однако геоинженерия, в частности, столкнулась со значительным сопротивлением.

Противники утверждают, что люди недостаточно понимают сложность глобальных природных циклов, и попытка их изменить вызовет больше проблем, чем решит.

Одним из проектов, которые уже реализуются в некоторых, стало создание зеленных стен на больших участках планеты. Они состоят из местной растительности и высаживаются на краю пустынь, чтобы остановить опустынивание окружающих территорий. Дело в том, что земля на краю пустынь уже подвержена засухе и перегружена живущими там общинами, что создает порочный круг и заставляет жителей бороться за выживание. Зеленые стены и поддерживающие условия призваны омолодить землю, сделав большие районы планеты более пригодными для жизни.

Две самых больших стены — это программа «Укрытие в трех северных лесах» в Китае, протяженность которой составляет 4500 км, нацеленная на то, чтобы остановить распространение пустыни Гоби, и Великая зеленая стена Африки протяженностью 8000 км для сокращения Сахары.

Успех этих стен зависит от отслеживания долгосрочных изменений в растительности, и с этой целью ученые будут полагаться на десятилетние спутниковые снимки и алгоритмы дополненной визуальной интерпретации для анализа изображений. Collect Earth, совместный проект Google и сельскохозяйственного отдела ООН, создал интерфейс с открытым исходным кодом, который позволяет исследователям получать доступ ко всем этим данным.

В прошлом году ученые Гарварда провели испытание, которое включало отправку следовых количеств аэрозоля — недостаточного, чтобы оказать какое-либо существенное влияние — в стратосферу Земли, на высоту около 20 км. Аэрозоли содержали соединения сульфата, который может отражать поступающий солнечный свет и снижать глобальную температуру.

В статье, опубликованной в 2017 году в журнале Atmospheric Chemistry and Physics, утверждается, что впрыскивание аэрозоля в атмосферу, по сути, имитирует пепловый шлейф от извержения вулкана. И как и пепловый шлейф, будучи введенным в атмосферу, аэрозоль быстро распространяется и воздействует на большие области планеты.

Ученые также изучают возможность запуска гигантского зонтика в космос для управления количеством солнечного излучения, попадающего на Землю. Эта идея была на плаву в течение десятилетий, но только недавно получила толчок к развитию.

Например, в работе 2018 года из Journal of Aerospace Technology and Management описывается запуск так называемого HSS, или Огромного космического щита. План состоит в том, чтобы поместить тонкий, широкий лист углеродного волокна в точку Лагранжа, которая представляет собой относительно устойчивую точку в сложной системе гравитационных притяжений Земли, Луны и Солнца. Этот лист будет блокировать лишь небольшую часть солнечного излучения, однако этого может быть достаточно, чтобы снизить глобальные температуры ниже предела в 1,5 градуса Цельсия, установленного Международной группой по изменению климата.

Другие хотят блокировать солнце, стимулируя образование облаков — процесс, известный как посев облаков. Для того, чтобы выпал дождь, влага в воздухе должна конденсироваться, а значит, для падения температуры и конденсации потребуется интересная концепция нуклеации (зародышеобразования). В природе капли воды образуются вокруг частиц пыли, пыльцы, морской соли или даже бактерий, но ученые подтвердили, что такие соединения, как йодид серебра или сухой лед, также могут сработать. План состоит в том, чтобы ввести эти вещества в атмосферу над подверженными засухе районами, увеличив тем самым облачность и количество осадков.

Direct Air Capture (DAC) представляет собой коктейль химических веществ, которые связываются с CO2, но инертны по отношению к другим газам. Когда воздух проходит через машины DAC, также известные как искусственные деревья, CO2 прилипает к химическим веществам и снова выделяется при повышении энергии, что позволяет его захватывать, хранить и перерабатывать, либо использовать повторно. Швейцарская компания Climeworks построила единственный коммерческий завод, предназначенный для улавливания и перепродажи углекислого газа. Ее цель — захватить один процент мировых выбросов углекислого газа к 2025 году.

Удаление CO2 из атмосферы может быть осуществлено также путем засева океанов, которые являются одним из основных поглотителей углерода на планете, ответственных за удаление около 30% углекислого газа. Лучшие два способа сделать это включают железо и известь. Удобрение железом предназначено для стимулирования роста фитопланктона, который высасывает углекислый газ из атмосферы и помогает отложить его на морском дне.

В корейской статье, опубликованной в 2018 году, авторы рассмотрели эксперименты по посеву железа за последние 25 лет, и пришли к выводу, что это может быть жизнеспособным решением. Впрочем, они признают, что нужно гораздо больше испытаний. Добавление извести вызовет реакцию с углекислым газом, уже растворенным в океане, и превратит его в бикарбонат-ионы, тем самым уменьшая кислотность океанов и делая их восприимчивыми к поглощению большего количества углекислого газа.

Хотя эти идеи кажутся многообещающими, существует целый ряд потенциально вредных последствий. В 2008 году 191 страна одобрила запрет ООН на оплодотворение океанов из-за опасений перед неизвестными побочными эффектами, такими как изменение пищевой цепи или создание регионов с низкой концентрацией кислорода. Законодательное собрание штата Род-Айленд приняло Закон о геоинженерии 2017 года, в котором утверждалось, что «геоинженерия включает в себя множество технологий и методов, связанных с опасными видами деятельности, которые могут нанести вред здоровью и безопасности людей, окружающей среде и экономике штата Род-Айленд».

Несмотря на сопротивление, некоторые компании лоббируют правительства, чтобы те разрешали работать геоинженерам, а ученые продолжают разрабатывать и экспериментировать с новыми идеями. Некоторые из предполагаемых преимуществ таких планов ставятся под сомнение. В недавно опубликованной статье в журнале Nature утверждается, что уменьшение количества солнечного излучения, попадающего на поверхность земли, мало поможет остановить вредные последствия изменения климата для сельскохозяйственных культур.

Вопрос лишь в том, знаем ли мы достаточно, чтобы заниматься геоинженерией? Что, если, например, крупномасштабное высевание облаков изменит поток и задержит сезон муссонов в Юго-Восточной Азии? Чем это будет грозить рисовым культурам? Или что, если сброс тонн ееза в океан уничтожит популяцию рыб вдоль побережья Чили?

Никто не знает наверняка, какие последствия будут иметь такие геоинженерные проекты — но также возможно, что они станут решениями, которые мы искали.