DIY bolygóméretekben

A kontinentális léptékű erdőtelepítéstől a csapadék mesterséges előidézéséig a tudósok nagyszabású geomérnöki projekteket kezdtek javasolni, tesztelni és bizonyos esetekben végrehajtani a bolygó radikális átalakítására (1). Ezeket a projekteket olyan globális problémák megoldására tervezték, mint az elsivatagosodás, az aszály vagy a szén-dioxid-többlet a légkörben, de önmagukban nagyon problematikusak.

A legújabb fantasztikus ötlet a globális felmelegedés hatásainak visszafordítására taszítja bolygónkat a Naptól távolabbi pályára. A nemrég bemutatott The Wandering Earth című kínai sci-fi filmben az emberiség hatalmas lökhárítókkal megváltoztatja a Föld pályáját, hogy elkerülje a tágulást (2).

Lehetséges valami hasonló? A szakértők számításokat végeztek, amelyek eredményei kissé riasztóak. Ha például a SpaceX Falcon Heavy rakétahajtóműveket használnák, akkor 300 milliárd teljes teljesítményű "kilövésre" lenne szükség ahhoz, hogy a Föld marsi pályára álljon, miközben a Föld anyagának nagy részét építkezésre és energiatermelésre használnák fel. Ez. Valamivel hatékonyabb lenne egy ionmotor, amelyet a Föld körüli pályára állítanának, és valahogyan a bolygóhoz kapcsolódnának – állítólag a Föld tömegének 13%-át használná fel arra, hogy a maradék 87%-ot egy további pályára helyezze. Talan? A Föld átmérőjének csaknem húszszorosának kellene lennie, és a marsi pályára vezető út még mindig ... egymilliárd évig tartana.

2. Képkocka a "The Wandering Earth" című filmből

Ezért úgy tűnik, hogy a Föld hidegebb pályára "lökésének" projektjét bizonytalan időre el kellene halasztani a jövőben. Ehelyett a már folyamatban lévő projektek egyike több helyen, zöldsorompók építése a bolygó nagy felületein. Őshonos növényzetből állnak, és a sivatagok peremére ültetik, hogy megállítsák a további elsivatagosodást. A két legnagyobb falat angol nevén ismerik Kínában, amely 4500 km-en keresztül próbálja megfékezni a Góbi-sivatag terjedését, ill. nagy zöld fal Afrikában (3), 8 km-ig a Szahara határán.

3. A Szahara elzárása Afrikában

Azonban a legoptimistább becslések is azt mutatják, hogy legalább egymilliárd hektár további erdőre lesz szükségünk ahhoz, hogy a szükséges mennyiségű CO2 semlegesítésével megfékezzük a globális felmelegedés hatásait. Ez egy Kanada méretű terület.

A Potsdami Éghajlatkutató Intézet tudósai szerint a faültetésnek korlátozott hatása van az éghajlatra, és bizonytalanságot ébreszt afelől, hogy egyáltalán hatékony-e. A geomérnökök rajongói radikálisabb utakat keresnek.

A nap blokkolása szürkével

Sok évvel ezelőtt javasolt technika savanyú vegyületek permetezése a légkörbe, más néven SRM (napsugárzás-kezelés) a nagy vulkánkitörések során fellépő körülmények reprodukálása, amelyek során ezek az anyagok a sztratoszférába kerülnek (4). Ez többek között hozzájárul a felhők kialakulásához és a Föld felszínét érő napsugárzás csökkenéséhez. A tudósok bebizonyították például, hogy nagyszerű Pinatubo a Fülöp-szigeteken 1991-ben legalább két év alatt körülbelül 0,5°C-os világméretű hőmérséklet-csökkenéshez vezetett.

4. A kénes aeroszolok hatása

Valójában iparunk, amely évtizedek óta hatalmas mennyiségű kén-dioxidot bocsát ki szennyezőanyagként, régóta hozzájárult a napfény áteresztésének csökkentéséhez. becslések szerint ezek a hőmérlegben lévő szennyező anyagok négyzetméterenként körülbelül 0,4 watt "világosítást" biztosítanak a Föld számára. A szén-dioxiddal és kénsavval termelt szennyezés azonban nem tartós.

Ezek az anyagok nem jutnak fel a sztratoszférába, ahol tartós napsugárzás elleni filmet alkothatnának. A kutatók becslése szerint a Föld légkörében kialakuló koncentráció hatásának kiegyenlítéséhez legalább 5 millió tonnát kellene a sztratoszférába pumpálni.₂ és egyéb anyagok. A módszer támogatói, mint például Justin McClellan, az Aurora Flight Sciences-től Massachusettsben, úgy becsülik, hogy egy ilyen művelet költsége körülbelül évi 10 milliárd dollár lenne – ez jelentős összeg, de nem elég ahhoz, hogy örökre elpusztítsa az emberiséget.

Sajnos a kénes módszernek van egy másik hátránya is. A hűtés jól működik a melegebb régiókban. A pólusok régiójában - szinte nincs. Így, ahogy sejthető, a jégolvadás és a tengerszint emelkedése nem állítható meg ilyen módon, és az alacsonyan fekvő tengerparti területek elárasztásából származó veszteségek továbbra is valós veszélyt jelentenek.

A közelmúltban a harvardi tudósok kísérletet végeztek aeroszol nyomvonalak bevezetésére körülbelül 20 km-es magasságban – ez nem elegendő ahhoz, hogy jelentős hatást gyakoroljon a Föld sztratoszférájára. Ezeket (SCoPEx) ballonnal hajtották végre. Az aeroszol w.i. szulfátok, amelyek ködöt hoznak létre, amely visszaveri a napfényt. Ez egy a sok korlátozott léptékű geomérnöki projekt közül, amelyeket meglepő számban hajtanak végre bolygónkon.

Az űrernyők és a Föld albedójának növekedése

Az ilyen típusú projektek közül az ötlet vonzza a figyelmet óriási esernyőindítás a világűrbe. Ez korlátozná a Földet érő napsugárzás mennyiségét. Ez az ötlet már évtizedek óta létezik, de most a kreatív fejlesztési szakaszban van.

Az Aerospace Technology and Management folyóiratban 2018-ban megjelent cikk leírja a projektet, amelyet a szerzők elneveztek. Ennek megfelelően egy vékony, széles szénszálas szalagot terveznek elhelyezni a Lagrange pontban, amely viszonylag stabil pont a Föld, a Hold és a Nap közötti gravitációs kölcsönhatások összetett rendszerében. A levél a napsugárzásnak csak egy kis részét blokkolja, de ez elég lehet ahhoz, hogy a globális hőmérsékletet a Nemzetközi Klímapanel által meghatározott 1,5 °C-os határ alá csökkentse.

Némileg hasonló elképzelést mutatnak be nagy tértükrök. Az első év elején Lowell Wood asztrofizikus javasolta őket, a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumból. Ahhoz, hogy a koncepció hatékony legyen, a visszaverődésnek a napfény legalább 1%-ára kell esnie, és a tükrök felületének 1,6 millió km²-nek kell lennie.².

Mások úgy akarják blokkolni a napot, hogy stimulálják, és ezért alkalmazzák az ún felhő vetés. "Magokra" van szükség a cseppek generálásához. Természetesen vízcseppek keletkeznek a porszemcsék, pollen, tengeri só és még baktériumok körül is. Ismeretes, hogy ehhez vegyszerek, például ezüstjodid vagy szárazjég is használhatók. Ez megtörténhet a már ismert és használt módszerekkel. világosodó és fehéredő felhőkJohn Latham fizikus javasolta 1990-ben. A Seattle-i Washington Egyetem Sea Cloud Lightning projektje azt javasolja, hogy fehérítő hatást érjenek el úgy, hogy tengervizet permeteznek az óceán feletti felhőkre.

Egyéb figyelemre méltó javaslatok a Föld albedójának növekedése (vagyis a visszavert sugárzás és a beeső sugárzás aránya) szintén alkalmazhatók házak fehérre festésére, fényes növények ültetésére, és talán fényvisszaverő lapok lerakására is a sivatagban.

Nemrég leírtuk azokat az abszorpciós technikákat, amelyek az MT geomérnöki arzenáljának részét képezik. Általában nem globálisak, bár ha számuk növekszik, a következmények globálisak lehetnek. A geoengineering nevet érdemlő módszerek keresése azonban folyamatban van. CO eltávolítás₂ a légkörből egyesek szerint átjuthat bevetni az óceánokatamelyek végül is bolygónk egyik fő szén-dioxid-nyelője, amelyek a CO körülbelül 30%-ának csökkentéséért felelősek.₂. Az ötlet a hatékonyságuk javítása.

A két legfontosabb módszer a tengerek megtermékenyítése vassal és kalciummal. Ez serkenti a fitoplankton növekedését, amely kiszívja a szén-dioxidot a légkörből, és elősegíti annak lerakódását a fenéken. A kalciumvegyületek hozzáadása reakciót vált ki a CO-val.₂ már feloldódott az óceánban, és bikarbonát ionok képződnek, ezáltal csökken az óceánok savassága, és fogékonyabbá válik több szén-dioxid felvételére₂.

Ötletek az Exxon Stablestól

A geomérnöki kutatás legnagyobb támogatói a The Heartland Institute, a Hoover Institution és az American Enterprise Institute, amelyek mindegyike az olaj- és gáziparnak dolgozik. Ezért a geomérnöki koncepciókat gyakran kritizálják a szén-dioxid-csökkentés hívei, akik szerintük eltereli a figyelmet a probléma lényegéről. kívül a geoengineering alkalmazása a károsanyag-kibocsátás csökkentése nélkül ezektől a módszerektől teszi függővé az emberiséget anélkül, hogy megoldaná a valódi problémát.

Az ExxonMobil olajtársaság az 90-es évek óta ismert merész globális projektjeiről. Az óceánok vassal való trágyázása és 10 billió dollár értékű napvédelem kiépítése mellett az óceán felszínének fehérítését is javasolta fényes rétegek, hab, úszó platformok vagy más "visszaverődések" a víz felszínén történő felhordásával. Egy másik lehetőség az volt, hogy a sarkvidéki jéghegyeket alacsonyabb szélességi fokokra vontatták, hogy a jég fehérsége visszaverje a napsugarakat. Természetesen azonnal felfigyeltek az óceánszennyezés kolosszális növekedésének veszélyére, nem beszélve a hatalmas költségekről.

Az Exxon szakértői azt is javasolták, hogy nagy szivattyúk segítségével mozgassák ki a vizet az Antarktisz tengeri jege alól, majd permetezzék be a légkörbe, hogy hó vagy jégrészecskékként rakódjanak le a kelet-antarktiszi jégtakarón. A támogatók azt állították, hogy ha évente három billió tonnát szivattyúznak így, akkor 0,3 méterrel több hó kerülne a jégtakaróra, azonban a hatalmas energiaköltségek miatt erről a projektről már nem esett szó.

Az Exxon istálló egy másik ötlete a vékonyrétegű héliummal töltött alumíniumballonok a sztratoszférában, amelyeket a Föld felszíne felett 100 km-re helyeznek el, hogy szórják a napfényt. Azt is javasolták, hogy egyes kulcsfontosságú régiók, például az Atlanti-óceán északi részének sótartalmának szabályozásával felgyorsítsák a víz keringését a világ óceánjaiban. A vizek sósabbá válása érdekében többek között szóba került a grönlandi jégtakaró megőrzése, ami megakadályozza annak gyors olvadását. Az Atlanti-óceán északi részének lehűlésének mellékhatása azonban Európa lehűlése lenne, ami megnehezítené az emberek túlélését. Egy apróság.

Adatok megadva Geoengineering Monitor - a Biofuelwatch, az ETC Group és a Heinrich Boell Alapítvány közös projektje - azt mutatja, hogy meglehetősen sok geomérnöki projektet valósítottak meg világszerte (5). A térképen láthatók az aktív, befejezett és elhagyott. Úgy tűnik, hogy ennek a tevékenységnek még mindig nincs összehangolt nemzetközi irányítása. Tehát ez nem szigorúan globális geomérnökség. Inkább hardver.

5. Geoengineering projektek térképe a map.geoengineeringmonitor.org oldal szerint

A legtöbb projektet, több mint 190-et már megvalósítottak. szénmegkötés, azaz szén-dioxid-leválasztás és -tárolás (CCS), és körülbelül 80 – szén-dioxid leválasztás, felhasználás és tárolás (, KUSS). 35 óceáni trágyázási projekt és több mint 20 sztratoszférikus aeroszol injekciós (SAI) projekt volt. A Geoengineering Monitor listában találunk néhány felhőhöz kapcsolódó tevékenységet is. A legtöbb projekt az időjárás módosítására jött létre. Az adatok azt mutatják, hogy 222 esemény volt összefüggésben a csapadék növekedésével és 71 esemény társult a csapadék mennyiségének csökkenésével.

A tudósok továbbra is vitatkoznak

Az éghajlati, légköri és óceáni jelenségek globális kibontakozásának kezdeményezőinek lelkesedése folyamatosan kérdéseket vet fel: valóban tudunk-e eleget ahhoz, hogy félelem nélkül a geomérnökségnek szenteljük magunkat? Mi van, ha például a nagy kiterjedésű felhővetés megváltoztatja a víz áramlását és késlelteti az esős évszakot Délkelet-Ázsiában? Mi a helyzet a rizsnövényekkel? Mi van akkor, ha például több tonna vasat az óceánba dobva kipusztítja Chile partjainál a halpopulációt?

az óceánban, amelyet először 2012-ben hajtottak végre az észak-amerikai British Columbia partjainál, és gyorsan visszaütött hatalmas algavirágzásokkal. 2008 elején 191 ENSZ-ország hagyta jóvá az óceáni trágyázás tilalmát, mert féltek az ismeretlen mellékhatásoktól, a tápláléklánc esetleges módosulásaitól, vagy alacsony oxigéntartalmú területek kialakításától a víztestekben. 2018 októberében több mint száz civil szervezet „veszélyesnek, szükségtelennek és tisztességtelennek” minősítette a geomérnökséget.

Ahogy az orvosi kezelés és sok gyógyszer esetében, a geomérnökség is provokál mellékhatásokami viszont külön intézkedéseket tesz szükségessé ezek megelőzésére. Ahogy Brad Plumer a Washington Postban rámutatott, a geomérnöki projektek megkezdése után nehéz megállítani azokat. Amikor például abbahagyjuk a fényvisszaverő részecskék légkörbe szórását, a Föld nagyon gyorsan felmelegszik. És a hirtelen jöttek sokkal rosszabbak, mint a lassúak.

A Journal of Geosciences folyóiratban nemrégiben megjelent tanulmány világossá teszi ezt. A szerzők először használtak tizenegy éghajlati modellt annak előrejelzésére, hogy mi történne, ha a világ napenergia-geomérnöki módszert alkalmazna a globális szén-dioxid-kibocsátás évi egy százalékos növekedésének ellensúlyozására. A jó hír az, hogy a modell képes stabilizálni a globális hőmérsékletet, de úgy tűnik, ha a geomérnöki tevékenység leállna, ha ez megvalósul, akkor katasztrofális hőmérsékleti kiugrások lépnének fel.

A szakértők attól is tartanak, hogy a legnépszerűbb geomérnöki projekt - a kén-dioxid légkörbe szivattyúzása - egyes régiókat veszélyeztethet. Az ilyen akciók támogatói ellenzik. A Nature Climate Change folyóiratban 2019 márciusában megjelent tanulmány megnyugtatja, hogy az ilyen projektek negatív hatásai nagyon korlátozottak lesznek. A tanulmány társszerzője, prof. David Keith, a harvardi mérnöki és közpolitikai tudós szerint a tudósoknak nem szabad csak a geomérnöki tudományokkal foglalkozniuk, különösen a napenergiával.

- - Ő mondta. -

Keith cikkét már bírálták azok, akik attól tartanak, hogy a tudósok túlértékelik a meglévő technológiákat, és a geomérnöki módszerekkel kapcsolatos optimizmusuk eltántoríthatja a társadalmat az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére irányuló erőfeszítésektől.

Számos tanulmány mutatja be, hogy mennyire frusztráló lehet a geomérnökség alkalmazása. 1991-ben 20 megatonna kén-dioxid került a magas légkörbe, és az egész bolygót szulfátréteg borította, amely nagy mennyiségű látható fényt tükrözött vissza. A Föld körülbelül fél Celsius-fokkal lehűlt. Néhány év múlva azonban a szulfátok kihullottak a légkörből, és az éghajlatváltozás visszatért a régi, nyugtalanító mintájához.

Érdekes módon a Pinatubo utáni visszafogott, hűvösebb világban úgy tűnt, hogy a növények jól járnak. Főleg az erdők. Egy tanulmány kimutatta, hogy 1992-ben napsütéses napokon a fotoszintézis egy massachusettsi erdőben 23%-kal nőtt a kitörés előtti állapothoz képest. Ez megerősítette azt a hipotézist, hogy a geomérnökség nem fenyegeti a mezőgazdaságot. A részletesebb vizsgálatok azonban kimutatták, hogy a vulkánkitörés után a kukorica termése a világon 9,3%-kal, a búza, a szójabab és a rizs termése 4,8%-kal esett vissza.

És ennek le kell hűteni a földgömb globális lehűlésének híveit.