Цього року нашу планету можуть почати глобально охолоджувати

Людство не змогло обмежити свої апетити та амбіції і тому планета рухається до такого підвищення температури, від якого навіть частина України піде під воду. Однак уже багато років існує план щодо запуску глобальної системи охолодження. У 2022 році планується почати випробування цієї системи геоінженірінгу, в яку інвестує, серед інших, Білл Гейтс.

Проєкт глобального охолодження SCoPEx передбачає так звану “сонячну геоінженерію”. Він підходить до глобального потепління з іншого боку – зменшення кількості сонячного світла, яке потрапляє на поверхню планети. Нині парникові гази утримують енергію від цього світла біля поверхні Землі, призводячи до її нагрівання – як в теплиці.

Відхиляти сонячне світло планується у стратосфері. Це шар атмосфери, що розміщений над тропосферою (у ній відбувається вся погода). Стратосфера – сухе і холодне місце, де повітря розріджене, а хмар мало на висоті від 10 до 50 кілометрів над поверхнею Землі.

Авторами SCoPEx планується випустити повітряну кулю, яка підніметься на висоту 20 км. Повітряна платформа пройде різні випробування. Зрештою, вони додадуть обладнання для розпилення крихітних аерозольних частинок карбонату кальцію – речовини, що міститься в вапняку, крейді для шкільної дошки. Частинки будуть діяти як мікроскопічні дзеркала, які повинні відбивати сонячне світло назад у космос.

Людство мало знає, але насувається кліматична катастрофа

Мало що відомо про те, як і чи може працювати сонячна геоінженерія і як частинки будуть реагувати і рухатися в стратосфері. Ще менше відомо про потенційні ризики для людей і навколишнього середовища – чи можуть частинки, наприклад, зруйнувати озоновий шар або істотно змінити погоду?

Але оскільки підвищення температури на Землі викликає каскад катастрофічних наслідків, а люди викидають в повітря все більше парникових газів, видна група вчених закликає світ серйозно розглянути стратосферний варіант.

Одним з таких вчених є Френк Кейч з Гарвардського університету, який очолює гучний експеримент зі стратосферного контрольованого збурення (SCoPEx).

Він каже, що група сподівається запустити повітряну кулю в середині 2022 року. Кейч вважає, що багато невідомих у сонячній геоінженерії – це саме те, чому варто зайнятися SCoPEx.

Якщо глобальне потепління не ослабне, і якщо світ рухається до катастрофи, було б краще мати напоготові інструменти, що дозволяють уникнути найжахливіших наслідків, говорить він.

“Це питання про те, чи зміна клімату стає настільки серйозною, що ми повинні щось зробити, щоб пом’якшити його наслідки та зменшити людські страждання, є дуже важливим, – говорить Кеутш, хімік – атмосферник. – Дослідження займають багато часу. Якщо ми почнемо дослідження тільки тоді, коли люди скажуть: “О, я думаю, нам це потрібно”, тоді буде занадто пізно”.

Дані SCoPEx можуть допомогти поліпшити комп’ютерні моделі, які сьогодні засновані в основному на припущеннях і прогнозах, а не на спостереженнях.

Кількість вивільненого карбонату кальцію-близько 1 кілограма – буде недостатньо, щоб викликати будь-яке вимірюване охолодження, і це приблизно дорівнює забрудненню частинками, яке великий комерційний авіалайнер випускає кожну хвилину польоту, говорить Девід Ккіт, професор фізики і державної політики в Гарварді, який допомагає керувати проектом.

У 2019 році таких рейсів було здійснено майже 40 мільйонів. Кіт також є засновником Carbon Engineering, канадської фірми, яка будує велике підприємство в Західному Техасі, яке буде витягувати вуглекислий газ безпосередньо з повітря.

Заспокійливе для клімата

Сонячна геоінженерія може стати “болезаспокійливим засобом” для планети. Це не заміна скороченню викидів, а бальзам, який зробить життя на Землі більш стерпним в задушливому майбутньому.

Тим не менш, навіть фундаментальні дослідження в області сонячної геоінженерії виявляються суперечливими. Критики кажуть, що розвиток технології є небезпечним відволіканням від більш важливого завдання швидкого скорочення викидів парникових газів.

Для багатьох сама ідея цілеспрямованого втручання в кліматичну систему є проблематичною, і її варто закрити до того, як вона набере обертів.

Перше випробування SCoPEx спочатку планувалося на початок 2021 року в Північній Швеції, але негативна реакція екологів і корінного населення спонукала команду скасувати запуск.

Тим не менш, Кейч каже, що він з оптимізмом дивиться на те, що випробування цього року продовжаться, як тільки дослідники знайдуть нового партнера і місце запуску.

“Чим більше ми дізнаємося про реальність зміни клімату, тим більше усвідомлюємо, що це дослідження ми повинні почати швидше, ніж пізніше”, – говорить він.

Планета перегрівається

Реальність полягає в тому, що планета нагрівається з загрозливою швидкістю. За словами вчених, кожне з останніх чотирьох десятиліть було найтеплішим за всю історію спостережень.

Концентрації парникових газів знаходяться на рекордних рівнях, в основному через вугілля, нафти і природного газу, які спалюються для виробництва електроенергії, тепла і транспорту.

Сьогодні середня глобальна температура приблизно на 1,09 градусів Цельсію вище, ніж в кінці 19 століття, за даними Міжурядової групи експертів зі зміни клімату(МГЕЗК), наукового органу Організації Об’єднаних Націй з глобального потепління.

“Цілком очевидно, що вплив людини зігрів атмосферу, океан і сушу”, – заявила МГЕЗК у доповіді, опублікованій в серпні.

Вчені попереджають, що глобальне потепління, ймовірно, досягне 1,5 градусів Цельсію протягом наступних двох десятиліть. Це рівень, який призведе до руйнівних і довгострокових наслідків, таких як катастрофічні повені, сильна посуха, смертоносні хвилі спеки і масове вимирання коралових рифів.

Запобігання подальшому, більш небезпечному рівню потепління вимагатиме негайної відмови від викопного палива, розширення використання відновлюваних джерел енергії та, можливо, навіть видалення вуглекислого газу з атмосфери.

Не всі згодні з тим, що сонячна геоінженеріє піде на користь. За словами американського кліматолога Майкла Е. Манна, знеболюючі можуть привести до шкідливих звичок. Він порівняв сонячну геоінженерію з “кліматичним метадоном”, тому що, як тільки світ починає вводити частинки, що затемнюють сонце, він, швидше за все, не зможе зупинитися.

Сонячна геоінжеренія – проєкт 2014 року

Гарвардські вчені вперше запропонували SCoPEx в дослідницькій роботі 2014 року. Вони закликали до невеликих експериментів на місці, які могли б допомогти усунути деякі невизначеності та невідомі параметри, пов’язані з сонячною геоінженерією, яку в статті вони назвали управлінням сонячною радіацією.

Двома роками раніше двоє співавторів статті – Девід Кіт і Джеймс Г. Андерсон, професор хімії атмосфери в Гарварді, – запропонували запустити повітряну кулю і впорснути в повітря мікро кількості частинок сульфату.

Ця ідея не просунулася, але в 2017 році Кіт став директором факультету Гарвардської програми досліджень сонячної геоінженерії. Програма, центральним елементом якої є SCoPEx, на сьогоднішній день зібрала 16,2 мільйона доларів США від співзасновника Microsoft Білла Гейтса, Фонду Вільяма і флори Хьюлетт та інших благодійних організацій.

SCoPEx переслідує дві основні цілі: спостерігати за тим, як потоки частинок розсіюються в стратосфері, і досліджувати, які типи частинок мають найменшу кількість побічних ефектів.

Запланований в цьому році польовий експеримент буде проведений на повітряній кулі з нульовим тиском, діаметр якої становить 27 метрів. Повітряна куля не є чимось особливо новим; щороку НАСА проводить до 15 польотів на повітряній кулі в стратосферу зі стартових майданчиків по всьому світу для збору даних і тестування технологій для космічних місій.

Що унікально, це гондола SCoPEx – рама з алюмінію і вуглецевого волокна, в якій встановлений цілий ряд обладнання. Бортовий комп’ютер на базі Raspberry Pi 4 буде отримувати команди і дані. Два супутникових телефони Globalstar забезпечать зв’язок між гондолою і наземним обладнанням. Здвоєні пропелери повітряного човна дозволять вченим переміщати гондолу, поки вона знаходиться в повітрі.

Під час свого першого польоту SCoPEx перевірить, наскільки добре платформа працює при впливі температур до -60 градусів Цельсію, а також прямих сонячних променів.

У гондолі не буде ніяких хімікатів або інструментів для розпилення частинок.

Початкове випробування триватиме 4-6 годин на висоті майже 20 км — більш ніж в два рази вище висоти Евересту. Хоча дослідники можуть моделювати стратосферу в термовакуумній камері, важко зрозуміти, як реальні умови вплинуть на обладнання.

Припускаючи, що платформа пройде перевірку, наступним випробуванням буде розпилення і відстеження частинок в стратосфері. Розпилювальний пристрій вивільняє карбонат кальцію в кілометровий слід, створюваний пропелерами.

Потім повітряна куля буде рухатися вперед і назад по сліду, в той час як лідар відстежує, як далеко поширюється шлейф частинок. Легкий портативний оптичний спектрометр частинок, буде вимірювати розмір і кількість частинок. Інше обладнання буде збирати дані про вологість і озон в стратосфері.

SCoPEx дозволить дослідникам оцінити потенційні побічні ефекти, які можуть бути значними, включаючи можливе руйнування озонового шару, збільшення забруднення повітря і зміни погодних умов, причому деякі регіони, ймовірно, будуть порушені більш негативно, ніж інші.

За матеріалами: IEEE Spectrum