Gezegen ölçeğinde kendin yap

Kıta ölçeğinde ormanların dikilmesinden yapay yağış indüksiyonuna kadar, bilim adamları gezegeni kökten dönüştürmek için büyük ölçekli jeomühendislik projeleri önermeye, test etmeye ve bazı durumlarda uygulamaya başladılar (1). Bu projeler, atmosferdeki çölleşme, kuraklık veya aşırı karbondioksit gibi küresel sorunları çözmek için tasarlanmış olsalar da kendi içlerinde oldukça problemli.

Küresel ısınmanın etkilerini tersine çevirmek için en son harika fikir gezegenimizi iter Güneş'ten daha uzak bir yörüngeye. Yakın zamanda vizyona giren Çin bilim kurgu filmi The Wandering Earth'te insanlık, genişlemeyi önlemek için Dünya'nın yörüngesini devasa iticilerle değiştiriyor (2).

Benzer bir şey mümkün mü? Uzmanlar, sonuçları biraz endişe verici olan hesaplamalarla uğraştı. Örneğin, SpaceX Falcon Heavy roket motorları kullanılsaydı, Dünya'yı Mars yörüngesine sokmak için 300 milyar tam güç "fırlatma" gerekirken, Dünya'nın maddesinin çoğu inşaat ve güç için kullanılacaktı. Bu. Biraz daha verimli, Dünya'nın etrafındaki yörüngeye yerleştirilmiş ve bir şekilde gezegene bağlı bir iyon motoru olacaktır - sözde kalan %13'yi başka bir yörüngeye aktarmak için Dünya kütlesinin %87'ünü kullanacaktır. Yani belki? Dünyanın çapının neredeyse yirmi katı olmalı ve Mars yörüngesine yolculuk hala bir milyar yıl sürecekti.

2. "The Wandering Earth" filminden kare

Bu nedenle, Dünya'yı daha soğuk bir yörüngeye "itme" projesinin gelecekte süresiz olarak ertelenmesi gerektiği görülüyor. Bunun yerine, halihazırda devam etmekte olan projelerden biri birden fazla lokasyonda, yeşil bariyerlerin yapımı gezegenin geniş yüzeylerinde. Yerli bitki örtüsünden oluşurlar ve daha fazla çölleşmeyi durdurmak için çöllerin kenarlarına ekilirler. En büyük iki duvar, 4500 km boyunca Gobi Çölü'nün yayılmasını kontrol altına almaya çalışan Çin'de İngilizce adlarıyla bilinir ve büyük yeşil duvar Afrika'da (3), Sahra sınırında 8 km'ye kadar.

3. Sahra'nın Afrika'da Korunması

Bununla birlikte, en iyimser tahminler bile, gerekli miktarda CO2'yi nötralize ederek küresel ısınmanın etkilerini kontrol altına almak için en az bir milyar hektarlık ek ormana ihtiyacımız olacağını gösteriyor. Burası Kanada büyüklüğünde bir alan.

Potsdam İklim Araştırmaları Enstitüsü'nden bilim adamlarına göre, ağaç dikmenin de iklim üzerinde sınırlı bir etkisi var ve bunun etkili olup olmadığı konusunda belirsizliği artırıyor. Jeomühendislik meraklıları daha radikal yollar arıyor.

Güneşi gri ile engelleme

Yıllar önce önerilen teknik Ekşi bileşiklerin atmosfere püskürtülmesi, Ayrıca şöyle bilinir SRM (güneş radyasyonu yönetimi), bu maddeleri stratosfere salan büyük volkanik patlamalar sırasında meydana gelen koşulların yeniden üretilmesidir (4). Bu, diğer şeylerin yanı sıra, bulutların oluşumuna ve Dünya yüzeyine ulaşan güneş radyasyonunun azalmasına katkıda bulunur. Bilim adamları, örneğin, onun harika olduğunu kanıtladılar. Pinatubo Filipinler'de, 1991'de en az iki yıl boyunca dünya çapında yaklaşık 0,5°C'lik bir sıcaklık düşüşüne yol açtı.

4. Kükürt aerosollerinin etkisi

Aslında, onlarca yıldır kirletici olarak büyük miktarlarda kükürt dioksit yayan endüstrimiz, uzun süredir güneş ışığı iletiminin azaltılmasına katkıda bulunuyor. ısı dengesindeki bu kirleticilerin, Dünya için metrekare başına yaklaşık 0,4 watt "aydınlatma" sağladığı tahmin edilmektedir. Ancak karbondioksit ve sülfürik asit ile ürettiğimiz kirlilik kalıcı değildir.

Bu maddeler, kalıcı bir güneş karşıtı film oluşturabilecekleri stratosfere yükselmezler. Araştırmacılar, Dünya atmosferindeki konsantrasyonun etkisini dengelemek için en az 5 milyon ton veya daha fazlasının stratosfere pompalanması gerektiğini tahmin ediyor.₂ ve diğer maddeler. Massachusetts'teki Aurora Flight Sciences'tan Justin McClellan gibi bu yöntemin savunucuları, böyle bir operasyonun maliyetinin yılda yaklaşık 10 milyar dolar olacağını tahmin ediyor - önemli bir miktar, ancak insanlığı sonsuza kadar yok etmeye yeterli değil.

Ne yazık ki, kükürt yönteminin başka bir dezavantajı vardır. Soğutma daha sıcak bölgelerde iyi çalışır. Kutup bölgesinde - neredeyse hiç yok. Dolayısıyla, tahmin edebileceğiniz gibi, buzların erimesi ve deniz seviyesinin yükselmesi süreci bu şekilde durdurulamaz ve alçak kıyı bölgelerinin selden kaynaklanan kayıplar sorunu gerçek bir tehdit olmaya devam edecektir.

Son zamanlarda, Harvard'dan bilim adamları, yaklaşık 20 km yükseklikte aerosol izlerini tanıtmak için bir deney yaptılar - Dünya'nın stratosferi üzerinde önemli bir etkiye sahip olmak için yetersiz. (SCoPEx) bir balonla gerçekleştirilmiştir. Aerosol, w.i. güneş ışığını yansıtan pus oluşturan sülfatlar. Bu, gezegenimizde şaşırtıcı sayılarda yürütülmekte olan sınırlı ölçekli jeomühendislik projelerinden biridir.

Uzay şemsiyeleri ve Dünya'nın albedosundaki artış

Bu tür diğer projeler arasında fikir dikkat çekiyor dev şemsiye fırlatma uzaya. Bu, Dünya'ya ulaşan güneş radyasyonu miktarını sınırlayacaktır. Bu fikir on yıllardır ortalıkta dolaşıyor, ancak şu anda yaratıcı geliştirme aşamasında.

Aerospace Technology and Management dergisinde 2018'de yayınlanan bir makale, yazarların adını verdiği projeyi anlatıyor. Buna uygun olarak, Dünya, Ay ve Güneş arasındaki karmaşık yerçekimi etkileşimleri sisteminde nispeten kararlı bir nokta olan Lagrange noktasına ince, geniş bir karbon fiber şerit yerleştirilmesi planlanmaktadır. Yaprak, güneş ışınımının yalnızca küçük bir bölümünü engeller, ancak bu, küresel sıcaklıkları Uluslararası İklim Paneli tarafından belirlenen 1,5°C sınırının altına çekmek için yeterli olabilir.

Biraz benzer bir fikir sunuyorlar geniş alan aynaları. 1'in başlarında Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan astrofizikçi Lowell Wood tarafından önerildiler. Konseptin etkili olabilmesi için yansımanın güneş ışığının en az %1,6'sına düşmesi ve aynaların XNUMX milyon km² alana sahip olması gerekiyor.².

Diğerleri, güneşi uyararak ve bu nedenle olarak bilinen bir işlemi uygulayarak güneşi engellemek isterler. bulut tohumlama. Damla oluşturmak için "tohumlara" ihtiyaç vardır. Doğal olarak toz parçacıkları, polen, deniz tuzu ve hatta bakterilerin etrafında su damlacıkları oluşur. Bunun için gümüş iyodür veya kuru buz gibi kimyasalların da kullanılabileceği bilinmektedir. Bu zaten bilinen ve kullanılan yöntemlerle olabilir. bulutları aydınlatan ve beyazlatan1990 yılında fizikçi John Latham tarafından önerildi. Seattle'daki Washington Üniversitesi'ndeki Deniz Bulutu Yıldırım Projesi, okyanus üzerindeki bulutlara deniz suyu püskürterek ağartma etkisi elde etmeyi öneriyor.

Diğer önemli teklifler Dünya'nın albedosundaki artış (yani yansıyan radyasyonun gelen radyasyona oranı) evleri beyaza boyamak, parlak bitkiler dikmek ve hatta belki de çölde yansıtıcı levhalar döşemek için de geçerlidir.

Yakın zamanda MT'deki jeomühendislik cephaneliğinin bir parçası olan absorpsiyon tekniklerini tanımladık. Genellikle kapsam olarak küresel değildirler, ancak sayıları artarsa ​​sonuçları küresel olabilir. Ancak jeomühendislik adını hak eden yöntemler için arayışlar sürüyor. CO uzaklaştırma₂ bazılarına göre atmosferden geçebilir okyanusları tohumlamaksonuçta, CO30'nin yaklaşık %XNUMX'unun azaltılmasından sorumlu olan, gezegenimizdeki ana karbon yutaklarından biridir.₂. Fikir, verimliliklerini artırmaktır.

En önemli iki yol, denizleri demir ve kalsiyumla gübrelemektir. Bu, atmosferdeki karbondioksiti emen ve onu dipte biriktirmeye yardımcı olan fitoplanktonun büyümesini uyarır. Kalsiyum bileşiklerinin eklenmesi CO ile reaksiyona neden olur.₂ okyanusta zaten çözünmüş ve bikarbonat iyonlarının oluşumu, böylece okyanusların asitliğini azaltıyor ve onları daha fazla COXNUMX emmeye açık hale getiriyor₂.

Exxon Ahırlarından Fikirler

Jeomühendislik araştırmalarının en büyük sponsorları, hepsi petrol ve gaz endüstrisi için çalışan Heartland Enstitüsü, Hoover Enstitüsü ve Amerikan Girişim Enstitüsü'dür. Bu nedenle, jeomühendislik kavramları, kendi görüşlerine göre, dikkati sorunun özünden başka yöne çeviren karbon azaltma savunucuları tarafından sıklıkla eleştirilir. Ayrıca jeomühendisliğin emisyonları azaltmadan uygulanması, gerçek sorunu çözmeden insanlığı bu yöntemlere bağımlı hale getirir..

Petrol şirketi ExxonMobil, 90'lardan beri cesur küresel projeleriyle tanınmaktadır. Okyanusları demirle gübrelemeye ve uzayda 10 trilyon dolarlık güneş koruması oluşturmaya ek olarak, su yüzeyine parlak katmanlar, köpük, yüzen platformlar veya diğer "yansımalar" uygulayarak okyanus yüzeyini ağartmayı da önerdi. Diğer bir seçenek de Arktik buzdağlarını daha alçak enlemlere çekmekti, böylece buzun beyazlığı güneş ışınlarını yansıtacaktı. Tabii ki, okyanus kirliliğinde muazzam bir artış tehlikesi, büyük maliyetlerden bahsetmeden hemen not edildi.

Exxon uzmanları ayrıca, suyu Antarktika deniz buzunun altından taşımak için büyük pompalar kullanmayı ve ardından Doğu Antarktika buz tabakasında kar veya buz parçacıkları olarak biriktirilmek üzere atmosfere püskürtmeyi önerdiler. Destekleyenler, yılda üç trilyon ton bu şekilde pompalanırsa, buz tabakasında 0,3 metre daha fazla kar olacağını iddia ettiler, ancak çok yüksek enerji maliyetleri nedeniyle bu projeden artık bahsedilmedi.

Exxon ahırlarından başka bir fikir, güneş ışığını dağıtmak için Dünya yüzeyinin 100 km yukarısına yerleştirilen stratosferdeki ince film helyum dolgulu alüminyum balonlardır. Ayrıca, Kuzey Atlantik gibi bazı kilit bölgelerin tuzluluğunu düzenleyerek dünya okyanuslarındaki su sirkülasyonunu hızlandırması da önerildi. Suların daha tuzlu hale gelmesi için, diğer şeylerin yanı sıra, hızlı erimesini önleyecek olan Grönland buz tabakasının korunması düşünüldü. Bununla birlikte, Kuzey Atlantik'in soğumasının yan etkisi, Avrupa'yı soğutmak ve insanların hayatta kalmasını zorlaştırmak olacaktır. Bir önemsememek.

Sağlanan veriler Jeomühendislik Monitörü - Biofuelwatch, ETC Group ve Heinrich Böll Vakfı'nın ortak projesi - dünya çapında oldukça fazla sayıda jeomühendislik projesinin uygulandığını göstermektedir (5). Harita etkin, tamamlanmış ve terk edilmiş olarak gösterir. Görünen o ki, bu faaliyetin hâlâ koordineli bir uluslararası yönetimi yok. Yani bu kesinlikle küresel jeomühendislik değil. Daha çok donanım gibi.

5. Map.geoengineeringmonitor.org sitesine göre jeomühendislik projelerinin haritası

190'dan fazla projenin çoğu zaten uygulandı. karbon tutma, yani karbon yakalama ve depolama (CCS) ve yaklaşık 80 – karbon yakalama, kullanma ve depolama (, KUŞ). 35 okyanus gübreleme projesi ve 20'den fazla stratosferik aerosol enjeksiyonu (SAI) projesi olmuştur. Geoengineering Monitor listesinde, bulutla ilgili bazı etkinlikler de buluyoruz. Hava modifikasyonu için en fazla sayıda proje oluşturuldu. Veriler, yağış artışıyla ilişkili 222 olay ve yağışta azalmayla ilişkili 71 olay olduğunu göstermektedir.

Bilim adamları tartışmaya devam ediyor

Küresel ölçekte iklim, atmosfer ve okyanus fenomenlerinin gelişimini başlatanların coşkusu her zaman soruları gündeme getiriyor: Kendimizi korkmadan jeomühendisliğe adayacak kadar bilgimiz var mı? Örneğin, büyük ölçekli bulut tohumlama Güneydoğu Asya'da su akışını değiştirir ve yağışlı mevsimi geciktirirse? Pirinç ekinleri ne olacak? Örneğin, okyanusa tonlarca demir atmak Şili kıyılarındaki balık popülasyonunu yok ederse ne olur?

okyanusta, ilk olarak 2012'de Kuzey Amerika'da British Columbia kıyılarında uygulandı, büyük alg patlamalarıyla hızla geri tepti. 2008'in başlarında, 191 BM ülkesi, bilinmeyen yan etkiler, besin zincirinde olası değişiklikler veya su kütlelerinde düşük oksijenli alanlar yaratılması korkusuyla okyanus gübreleme yasağını onayladı. Ekim 2018'de yüzden fazla STK jeomühendisliği "tehlikeli, gereksiz ve adaletsiz" olarak kınadı.

Tıbbi tedavi ve birçok ilaçta olduğu gibi, jeomühendislik побочные эффектыbu da onları önlemek için ayrı önlemler gerektirecektir. Brad Plumer'ın The Washington Post'ta belirttiği gibi, jeomühendislik projeleri bir kez başladığında, durdurulmaları zordur. Örneğin, atmosfere yansıtıcı parçacıklar püskürtmeyi bıraktığımızda, Dünya çok hızlı bir şekilde ısınmaya başlayacaktır. Ve ani olanlar yavaş olanlardan çok daha kötüdür.

Journal of Geosciences'da yayınlanan yakın tarihli bir araştırma bunu açıkça ortaya koyuyor. Yazarları, dünya yıllık küresel karbondioksit emisyonlarındaki yüzde bir artışı dengelemek için güneş enerjisi jeomühendisliği uygularsa ne olabileceğini tahmin etmek için ilk kez on bir iklim modelini kullandı. İyi haber şu ki, model küresel sıcaklıkları sabitleyebilir, ancak görünüşe göre jeomühendislik bu başarıldıktan sonra durursa, feci sıcaklık artışları olacak gibi görünüyor.

Uzmanlar ayrıca en popüler jeomühendislik projesinin - atmosfere kükürt dioksit pompalamanın - bazı bölgeleri tehlikeye atabileceğinden korkuyorlar. Bu tür eylemlerin destekçileri karşı çıkıyor. Mart 2019'da Nature Climate Change dergisinde yayınlanan bir araştırma, bu tür projelerin olumsuz etkilerinin çok sınırlı olacağına dair güvence veriyor. Çalışmanın ortak yazarı, prof. Harvard'dan mühendislik ve kamu politikası uzmanı David Keith, bilim adamlarının sadece jeomühendisliğe, özellikle de güneş enerjisine dokunmamaları gerektiğini söylüyor.

- - dedi. -

Keith'in makalesi, bilim insanlarının mevcut teknolojileri abarttığından ve jeomühendislik yöntemleri konusundaki iyimserliklerinin toplumu sera gazı emisyonlarını azaltmak için çaba sarf etmekten caydırabileceğinden korkanlar tarafından zaten eleştirildi.

Jeomühendislik uygulamasının ne kadar sinir bozucu olabileceğini gösteren birçok çalışma var. 1991 yılında, yüksek atmosfere 20 megaton kükürt dioksit salındı ​​ve tüm gezegen, büyük miktarda görünür ışığı yansıtan bir sülfat tabakasıyla kaplandı. Dünya yaklaşık yarım santigrat derece soğudu. Ancak birkaç yıl sonra, sülfatlar atmosferden düştü ve iklim değişikliği eski, rahatsız edici düzenine geri döndü.

İlginç bir şekilde, bastırılmış, daha serin Pinatubo sonrası dünyada, bitkiler iyi durumda görünüyordu. Özellikle ormanlar. Bir çalışma, 1992'de güneşli günlerde Massachusetts ormanındaki fotosentezin patlama öncesine göre %23 arttığını buldu. Bu, jeomühendisliğin tarımı tehdit etmediği hipotezini doğruladı. Ancak daha detaylı araştırmalar, volkanik patlamadan sonra küresel mısır mahsullerinin %9,3, buğday, soya fasulyesi ve pirincin ise %4,8 düştüğünü gösterdi.

Ve bu, dünyanın küresel soğumasının destekçilerini soğutmalı.