Ģeoinženierija ir riskanta un nepierādīta, taču drīz tā varētu būt nepieciešama

Šis raksts ir daļa no Zemes problēmu novēršana: vairāku daļu sērija, kas pēta drosmīgo, novatorisko un potenciālo centieni mainīt pasauli izmantot tehnoloģiju kā ieroci pret klimata pārmaiņām.

Saturs

  • Spēlējot dievu visu pareizo iemeslu dēļ
  • Planētas pārtaisīšana
  • Dažādas pieejas ģeoinženierijai
  • Vai mums vajadzētu uztraukties?
  • Vai mums ir jātērē laiks?

Iedomājieties, ka vasaras debeszilas debesis kļūst miglai baltas, kad Zemes augšējos slāņos tiek ievadīti gaismu izkliedējoši aerosoli. Iedomājieties planētu, kas pārklāta ar milzīgiem mākslīgiem ķīmiskiem sūkļiem, kas izdala gāzes no gaisa, ko mēs elpojam. Iedomājieties, ka piepildāt Zemes okeānus ar miljoniem mārciņu kalcija bikarbonāta, lai mainītu paskābināšanās līmeni.

Uz papīra (vai, labi, uz ekrāna) šie ieteikumi vairāk nekā nedaudz atgādina 70. gadu apokaliptiskāko, megalomāniskāko Džeimsa Bonda filmu sižetu.

Saistīts

  • Analogais A.I.? Tas izklausās traki, bet tā varētu būt nākotne
  • Aprūpes roboti un jūras zvaigznes slepkavas: iepazīstieties ar tehnoloģijām, kas aizsargā Zemes rifus
  • Šeit ir A.I. priekšskatījums par klimata pārmaiņu ietekmi uz jūsu apkārtni
Aļģu ziedēšana, ģeoinženierija, izmantojot okeāna mēslojumu
NASA Zemes observatorija

Savā ziņā tie nav tik atšķirīgi. Tās visas ir ierosinātas iniciatīvas ar skaidru mērķi pārveidot mūsu planētas sarežģīto "zemes sistēmu" masveidā, globālā mērogā. Tikai atšķirībā no Bonda ļaundaru draudīgajiem iedzīvotāju iznīcināšanas centieniem šāda veida modifikācijas — sauktas par “ģeoinženieriju” — ir paredzētas cilvēces labā.

Vai tā ir arguments.

Spēlējot dievu visu pareizo iemeslu dēļ

1958. gada beigās Harijs Vekslers, toreizējais ASV Laikapstākļu biroja meteoroloģisko pētījumu vadītājs, aprakstīja veidu, kā “lielā mērogā mainīt laikapstākļus”. Priekšlikums, publicēts žurnālā Zinātne, apsprieda metodi, kā Ziemeļu Ledus okeānā iegūt milzīgu daudzumu tvaika. Viņš ierosināja, ka tas kondensējas, veidojot ledus mākoni, kas pārklāj reģionu ar mērķi samazināt “uz pusi siltuma zudumus par starojums no Zemes virsmas ap polu. Šādi rīkojoties, uz mūsu planētu, kādu mēs to pazīstam, būtu liela, klimatu mainoša ietekme. Kā varētu sasniegt šo hipotētisko milzīgo tvaika mākoni? Vienkārši: ziemā uzspridzinot desmit 10 megatonu bumbas okeānā.

Laikapstākļu kontroles laikraksta raksts ar Dr. Hariju Veksleru 1958. gadā
1958. gada laikapstākļu kontroles funkcija no Dienvidilinoisāna piedalās Dr. Harijs Vekslers.Newspapers.com

Lieki piebilst, ka Vekslera priekšlikums netika pieņemts. Taču 60 gadus vēlāk ideja par to, ka cilvēcei ir spēks un, iespējams, arī morālā nepieciešamība mainīt mūsu klimatu globālā labā, turpina vilināt zinātniekus un citus pētniekus.

Atšķirība starp 1958. gadu un šodienu ir tāda, ka šeit, 2019. gadā, mēs zinām daudz vairāk par klimata pārmaiņu ietekmi. Bažas, kas tikai sāka izteikties pagājušā gadsimta piecdesmito gadu beigās, piemēram, Čārlza Deivida Kīlinga atklājums, ka oglekļa dioksīda līmenis atmosfērā pieaug, mūsdienās ir plaši izprotamas. Daudzās pasaules daļās klimata pārmaiņu sekas diemžēl ir pārāk acīmredzamas, lai tās varētu redzēt ārkārtējus laikapstākļus.

Var iedomāties, ka tas, ko mēs redzam ārkārtīgi apsveicamajā saules un vēja ekspansijā, zināmā mērā ir zemu karājas augļi.

Oglekļa dioksīda un citu siltumnīcefekta gāzu līmeņa samazināšana atmosfērā ir problēma, kas laika gaitā kļūst arvien aktuālāka. Pat ja mēs aktīvi nepalielinām izsūknētā oglekļa dioksīda daudzumu uz vienu cilvēku, pieaugošais pasaules iedzīvotāju skaits nozīmē, ka problēma saasināsies eksponenciāli, ja mēs paliksim pašreizējā stāvoklī protams.

1800. gadā pasaules iedzīvotāju skaits bija aptuveni 1 miljards cilvēku. Līdz 1900. gadam šis skaitlis bija pieaudzis līdz 1,6 miljardiem. Mūsdienās tas atrodas kaut kur uz ziemeļiem no 7 miljardiem. Prognozes liecina, ka līdz 2100. gadam tas varētu sasniegt 10 miljardus. Tāpēc ir jāsamazina oglekļa dioksīda līmenis uz vienu iedzīvotāju, lai mēs paliktu tajā pašā neilgtspējīgajā līmenī, kādā esam pašlaik.

Planētas pārtaisīšana

Viena no labākajām grāmatām par ģeoinženieriju ir Olivera Mortona grāmata Pārbūvētā planēta. Tas sākas ar to, ka Mortons mums uzdod divus jautājumus, kuru dēļ daudzi to uzskata par vienu no vienīgajiem dzīvotspējīgajiem klimata pārmaiņu risinājumiem.

Pirmkārt, Mortons jautā, vai mēs uzskatām, ka klimata pārmaiņu riski ir pelnījuši nopietnu rīcību, lai tos samazinātu? Otrkārt, vai mēs uzskatām, ka, izmantojot mūsu pašreizējās metodes, ir ļoti grūti samazināt ekonomikas oglekļa dioksīda emisijas līdz gandrīz nullei? Atbilde “jā” uz abiem šiem jautājumiem noved pie daudz drastiskākas rīcības klimata jomā. Ievadiet ģeoinženieru.

Eds Ritgers/Climate One

"Manuprāt, iemesls, kāpēc pasaulei ir labāk jāsaprot ģeoinženierija, ir tas, ka pat visoptimistiskākās prognozes par dekarbonizāciju neatbilst šovs parāda dekarbonizāciju, kas saglabās pasauli [3,6 grādu pēc Fārenheita] robežās, kas ierosinātas Parīzes nolīgumā, ”sacīja Mortons. Tendences. “Nav arī skaidrs, vai politika, kas pasaules industriālo ekonomiku var novest uz leju oglekļa emisiju samazināšanas līknes pirmajā pusē, darbosies arī otrajā pusē. Iespējams, ir iespējams samazināt mūsu elektroenerģijas patēriņu, taču ir daudz citu vietu, kur oglekļa samazināšana var būt daudz grūtāka. Var iedomāties, ka tas, ko mēs redzam ārkārtīgi apsveicamajā saules un vēja ekspansijā, zināmā mērā ir zemu karājas augļi. Elektrības tīklu dekarbonizēt ir vieglāk nekā, piemēram, tēraudlietuves vai cementa rūpnīcas.

Dažādas pieejas ģeoinženierijai

Mainīt sarežģīto sistēmu, kas ir mūsu planēta, izklausās grūti. Tas ir skaidrs. Tomēr labā ziņa — ja kūstošus ledus cepurus un pieaugošo neparasto laikapstākļu skaitu var uzskatīt par “labām” — mēs zinām, ka to var izdarīt. Mēs to esam darījuši iepriekš. Industrializācija, kas noveda pie mūsu pašreizējā klimata pārmaiņu līmeņa, bija ģeoinženierijas veids, kaut arī nejauša.

Pastāv bažas, ka tādi pasākumi kā saules ģeoinženierija izrādīsies pārmērīgi dārgi. Tā ir nepatiesība.

Par laimi, šodienas ģeoinženierijas priekšlikumi nav tik apokaliptiski kā Harija Vekslera meteoroloģiskās bombardēšanas kampaņa. Vispārīgi runājot, viņi ietilpst vienā no divām nometnēm. Pirmais ir tas, ko sauc par saules starojuma pārvaldību (SRM) vai saules ģeoinženieriju: atspoguļo daļu no Saules enerģijas atpakaļ kosmosā, tādējādi kompensējot temperatūras paaugstināšanos, ko izraisa paaugstināts siltumnīcefekta gāzu līmenis atmosfēra.

Divi no vadošajiem ierosinājumiem saules ģeoinženierijas veikšanai ietver kosmosa atstarotāji, lai bloķētu daļu saules gaismas pirms tas sasniedz Zemi, vai izmantojot stratosfēras aerosolus satur mazas, atstarojošas daļiņas, kas atstaro saules gaismu no atmosfēras augšējiem slāņiem.

Otrā stūrī ir tā sauktā siltumnīcefekta gāzu noņemšana (GGR) vai oglekļa ģeoinženierija. Tas mēģina noņemt oglekļa dioksīdu un citas siltumnīcefekta gāzes no atmosfēras, izsūcot to no gaisa. To varētu panākt (citu iespējamo metožu starpā), veicot masveida koku stādīšanas pasākumus, pievienojot okeānam barības vielas, lai no atmosfēras izņemtu oglekļa dioksīdu, vai lielu mašīnu celtniecība kas atdala oglekļa dioksīdu no apkārtējā gaisa un uzglabā to.

saules un oglekļa ģeoinženierijas piemēri
Dažādi saules un oglekļa ģeoinženierijas priekšlikumi, kas paredzēti, lai palielinātu saules atstarošanu vai uztvertu un uzglabātu oglekli.Encyclopædia Britannica, Inc

Pašlaik daudz vairāk uzmanības ir pievērsts oglekļa ģeoinženierijai gan likumdošanas, gan finansējuma ziņā. Piemēram, nesen Kanādas uzņēmums Carbon Engineering noslēdza 68 miljonu dolāru pašu kapitāla finansēšanas kārtu savai tehnoloģijai, kas paredzēta oglekļa uztveršanai atmosfērā.

Saules ģeoinženierijai, lai arī pati par sevi tā ir ārkārtīgi daudzsološa, nav tikušas dotas tādas pašas iespējas. Tas, iespējams, daļēji ir saistīts ar šādu projektu milzīgo mērogu. Taču, lai risinātu klimata pārmaiņu jēgpilnu iespējas, varētu izmantot abu šo pieeju apvienojumu.

Vai mums vajadzētu uztraukties?

Tāpat kā ar jebkuru būtisku paradigmu mainošu attīstību, par ģeoinženieriju ir lielas bažas. Interesanti, ka Mortons norāda, ka bažas par liela mēroga centieniem cīnīties ar klimata pārmaiņu sekām faktiski ir pasliktinājušās, jo ir palielinājušās mūsu zināšanas par klimata pārmaiņām.

"Cilvēkiem ir lielas bažas par visu ideju par organizāciju, kas varētu "spēlēt dievu" ar klimatu."

"Jūs to varētu uzskatīt par pretintuitīvu," viņš teica. "Jūs varētu iedomāties, ka cilvēki, uzzinot par netīšu klimata pārmaiņu sekām, meklēs veidus, kā tās kompensēt. Bet es domāju, ka tas ir pilnīgi saprotami un intuitīvi. Tā kā cilvēki arvien vairāk uztraucas par to, ko cilvēki dara ar klimatu, ir mazāka apetīte to darīt apzināti. Tas ir tāpēc, ka liela daļa diskusiju par klimatu ir par nenoteiktību un neparedzētām sekām.

Dažas no problēmām, kas izvirzītas saistībā ar ģeoinženieriju, visticamāk, ir maldīgi priekšstati, piemēram, uzskats, ka saules ģeoinženierijas centieni būs jāturpina bezgalīgi. Viņi to nedarītu. Citi ir noraizējušies, ka tādi pasākumi kā saules enerģijas ģeoinženierija izrādīsies pārmērīgi dārgi. Tas arī ir nepatiess. A Hārvardas pētījums nesen secināja, ka daļiņu izplatīšana stratosfērā, lai cīnītos pret klimata pārmaiņām, var izmaksāt tikai 2 miljardus USD gadā no 500 miljardiem USD, kas pašlaik tiek iztērēti zaļās enerģijas iniciatīvām.

Taču vēl citas bažas ir pamatotas — un tās ir vairāk jāizpēta. Piemēram, a 2018. gada papīrs, kas publicēts žurnālā Nature ierosināja, ka saules staru atstarošana atpakaļ kosmosā var izraisīt plašu ražas neveiksmi. Tas atceltu visus ieguvumus lauksaimniecībai no sasilšanas samazināšanās.

Mēs varam kontrolēt klimatu, bet vai mums vajadzētu? Ģeoinženierijas ētika | Deivids Šurmans | TEDxBrownU

Pētnieki ir arī pauduši bažas, ka ģeoinženierijai varētu būt postoša ietekme, mainot nokrišņu un vētru modeļus dažās pasaules daļās; ko izraisa planētas dzesēšana, vienlaikus saglabājot masveidā paaugstinātu oglekļa dioksīda līmeni atmosfērā.

Vai mums ir jātērē laiks?

Daudzos no šiem gadījumiem žūrija joprojām ir ārpusē. Viens nesen veikts pētījums Nature Climate Change novērst dažas iespējamās problēmas.

"Mūsu pētījumā tika novērtēta klimata reakcija uz scenāriju, kurā saules ģeoinženierija uz pusi samazināja sasilšanu no CO2 koncentrācijas dubultošanās." Pīters Ērvins, pēcdoktorants Hārvardas universitātē Džons A. Paulsona Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skola, pastāstīja Digital Trends. "Mēs noskaidrojām, ka sasilšanas samazināšana uz pusi samazināja kopējās klimata pārmaiņas visos mainīgajos, kurus mēs aplūkojām un kompensē vairāk nekā 80 procentus no tropisko ciklonu intensitātes pieauguma, kas simulēts mūsu globālajā sasilšanā scenārijs. Mēs arī pārbaudījām, vai tas notika vietējā mērogā, vai arī dažās vietās saules ģeoinženierija palielināja klimata pārmaiņu apjomu. Mēs noskaidrojām, ka mazāk nekā 0,5 procentos vietu tika novērotas lielākas ūdens pieejamības izmaiņas vai ekstrēmas izmaiņas nokrišņi mūsu saules ģeoinženierijas scenārijā, nekā viņi būtu redzējuši bez saules ģeoinženierija."

Galu galā ģeoinženierija joprojām ir jaunattīstības zinātne. Ir jāuzdod jautājumi par drosmīgajiem risinājumiem, taču lielākais jautājums ir par to, cik daudz laika mums ir atlicis, lai ieviestu šīs izmaiņas. Noteikti ir riski, kas saistīti ar jebkādiem centieniem mainīt klimatu. Taču tie var izrādīties arī nepieciešami riski.

"Cilvēkus ļoti uztrauc visa ideja, ka varētu būt organizācija, kas varētu "spēlēt dievu" ar klimatu," sacīja Mortons. "Es pilnīgi piekrītu šīm bažām. Taču man tas ir jālīdzsvaro ar bažām par to, ka klimats tiek mainīts, nevienam "nespēlējot dievu".

Lai skatītu pārējo Zemes problēmu novēršanas sadaļu, dodieties uz sērijas sākumlapu.

Redaktoru ieteikumi

  • ES kļūdījos. E-velosipēdi ir tik praktiski, ka tie ir tranzīta apkrāpšanas kods
  • Datu glabāšana un netīrā enerģija: Big Tech oglekļa neitrālie solījumi netiek ņemti vērā
  • Doktore Sesīlija Bica izseko jūras ledu, kad tas pazūd nepieredzētā līmenī
  • Uzņēmums Climeworks vēlas attīrīt atmosfēru ar ēkas lieluma putekļu sūcēju parku
  • Ocean Cleanup ambiciozajā plānā, lai atbrīvotu okeānu no plastmasas atkritumiem