Planet miqyasında DIY

Alimlər kontinental miqyasda meşələrin salınmasından tutmuş yağıntıların süni induksiyasına qədər planeti kökündən dəyişdirmək üçün irimiqyaslı geomühəndislik layihələrini təklif etməyə, sınaqdan keçirməyə və bəzi hallarda həyata keçirməyə başlamışlar (1). Bu layihələr səhralaşma, quraqlıq və ya atmosferdəki artıq karbon qazı kimi qlobal problemlərin həlli üçün nəzərdə tutulub, lakin özlüyündə çox problemlidir.

Qlobal istiləşmənin təsirlərini aradan qaldırmaq üçün ən son fantastik fikir planetimizi dəf edir Günəşdən daha uzaq bir orbitə. Bu yaxınlarda nümayiş etdirilən Çin elmi fantastika filmi The Wandering Earth, bəşəriyyət genişlənmənin qarşısını almaq üçün nəhəng itələyicilərlə Yerin orbitini dəyişir (2).

Bənzər bir şey mümkündürmü? Mütəxəssislər hesablamalarla məşğul olurdular, nəticələri bir qədər qorxuludur. Məsələn, SpaceX Falcon Heavy raket mühərriklərindən istifadə edilsəydi, Yer kürəsini Mars orbitinə çıxarmaq üçün 300 milyard tam gücə malik “atlama” lazım olardı, eyni zamanda Yerdəki maddələrin çox hissəsi tikinti və enerji üçün istifadə olunardı. bu. Bir az daha səmərəli, Yer ətrafında orbitə yerləşdirilən və bir şəkildə planetə bağlanan bir ion mühərriki olardı - o, yerin kütləsinin 13% -ni qalan 87% -ni başqa bir orbitə köçürmək üçün istifadə edərdi. Yəni bəlkə? Onun diametri Yerdən təxminən iyirmi dəfə böyük olmalı idi və Mars orbitinə səyahət hələ də... milyard il çəkəcək.

2. “Gəzmiş Yer” filmindən kadr

Ona görə də görünür ki, Yerin daha soyuq orbitə “sürülməsi” layihəsi gələcəkdə qeyri-müəyyən müddətə təxirə salınmalıdır. Bunun əvəzinə, birdən çox yerdə artıq davam edən layihələrdən biri, yaşıl maneələrin tikintisi planetin böyük səthlərində. Onlar yerli bitki örtüyündən ibarətdir və sonrakı səhralaşmanın qarşısını almaq üçün səhraların kənarlarında əkilir. İki ən böyük divar 4500 km Qobi səhrasının yayılmasının qarşısını almağa çalışan Çində ingilis adı ilə tanınır və böyük yaşıl divar Afrikada (3), Sahara sərhəddində 8 km-ə qədər.

3. Afrikada Saharanın tutulması

Bununla belə, ən optimist hesablamalar belə göstərir ki, lazımi miqdarda CO2-ni neytrallaşdırmaqla qlobal istiləşmənin təsirlərini saxlamaq üçün ən azı bir milyard hektar əlavə meşələrə ehtiyacımız olacaq. Bu, Kanada ölçüsündə bir ərazidir.

Potsdam İqlim Tədqiqatları İnstitutunun alimlərinin fikrincə, ağac əkilməsi də iqlimə məhdud təsir göstərir və onun ümumiyyətlə effektiv olub-olmaması ilə bağlı qeyri-müəyyənlik yaradır. Geomühəndislik həvəskarları daha radikal yollar axtarırlar.

Günəşi boz rənglə bağlamaq

Uzun illər əvvəl təklif olunan texnika turş birləşmələrin atmosferə səpilməsi, başqa adla SRM (günəş radiasiyasının idarə edilməsi) bu maddələri stratosferə buraxan böyük vulkan püskürmələri zamanı baş verən şəraitin təkrar istehsalıdır (4). Bu, digər şeylərlə yanaşı, buludların əmələ gəlməsinə və Yer səthinə çatan günəş radiasiyasının azalmasına kömək edir. Alimlər, məsələn, onun böyük olduğunu sübut etdilər Pinatubo Filippində 1991-ci ildə ən azı iki il ərzində dünya miqyasında temperaturun təxminən 0,5°C düşməsinə səbəb oldu.

4. Kükürdlü aerozolların təsiri

Əslində, onilliklər ərzində çirkləndirici kimi böyük miqdarda kükürd dioksidi buraxan sənayemiz uzun müddətdir ki, günəş işığının ötürülməsini azaltmağa kömək edir. istilik balansında olan bu çirkləndiricilərin hər kvadrat metr üçün Yer üçün təxminən 0,4 vatt "işıqlandırma" təmin etdiyi təxmin edilir. Ancaq karbon qazı və sulfat turşusu ilə yaratdığımız çirklənmə qalıcı deyil.

Bu maddələr stratosferə qalxmır, orada qalıcı günəş əleyhinə film yarada bilər. Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, Yer atmosferindəki konsentrasiyanın təsirini tarazlaşdırmaq üçün stratosferə ən azı 5 milyon ton və ya daha çox qaz vurulmalıdır.₂ və digər maddələr. Bu metodun tərəfdarları, məsələn, Massaçusetsdəki Aurora Flight Sciences-dan Justin McClellan, belə bir əməliyyatın dəyərinin ildə təxminən 10 milyard dollar olacağını təxmin edirlər - kifayət qədər məbləğ, lakin bəşəriyyəti əbədi olaraq məhv etmək üçün kifayət deyil.

Təəssüf ki, kükürd metodunun başqa bir çatışmazlığı var. Soyutma isti bölgələrdə yaxşı işləyir. Qütblər bölgəsində - demək olar ki, heç biri. Beləliklə, təxmin etdiyiniz kimi, buzların əriməsi və dəniz səviyyəsinin qalxması prosesi bu şəkildə dayandırıla bilməz və alçaq sahilyanı ərazilərin su basması nəticəsində itkilər məsələsi real təhlükə olaraq qalacaq.

Bu yaxınlarda Harvard alimləri təxminən 20 km hündürlükdə aerozol cığırlarını təqdim etmək üçün eksperiment keçirdilər - bu, Yerin stratosferinə əhəmiyyətli təsir göstərmək üçün kifayət deyil. Onlar (SCoPEx) şarla həyata keçirilib. Aerozolun tərkibində w.i. günəş işığını əks etdirən duman yaradan sulfatlar. Bu, planetimizdə təəccüblü sayda həyata keçirilən bir çox məhdud miqyaslı geomühəndislik layihələrindən biridir.

Kosmik çətirlər və Yer albedosunun artması

Bu tipli digər layihələr arasında ideya diqqəti cəlb edir nəhəng çətir buraxılışı kosmosa. Bu, Yerə çatan günəş radiasiyasının miqdarını məhdudlaşdıracaq. Bu ideya onilliklər ərzində mövcud olsa da, indi yaradıcı inkişaf mərhələsindədir.

“Aerospace Technology and Management” jurnalında 2018-ci ildə dərc olunmuş məqalə müəlliflərin adını daşıyan layihəni təsvir edir. Buna uyğun olaraq, Yer, Ay və Günəş arasında mürəkkəb qravitasiya qarşılıqlı təsir sistemində nisbətən sabit nöqtə olan Laqranj nöqtəsində nazik enli karbon lifli lentin yerləşdirilməsi planlaşdırılır. Yarpaq günəş radiasiyasının yalnız kiçik bir hissəsini bloklayır, lakin bu, qlobal temperaturu Beynəlxalq İqlim Paneli tərəfindən müəyyən edilmiş 1,5°C limitdən aşağı salmaq üçün kifayət edə bilər.

Onlar bir qədər oxşar ideya təqdim edirlər böyük kosmik güzgülər. Onlar ilk dəfə Kaliforniyadakı Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının astrofiziki Louell Vud tərəfindən təklif edilmişdir. Konsepsiyanın effektiv olması üçün əksi günəş işığının ən azı 1%-nə düşməlidir və güzgülərin sahəsi 1,6 milyon km² olmalıdır.².

Digərləri günəşi stimullaşdıraraq və buna görə də olaraq bilinən bir prosesi tətbiq edərək qarşısını almaq istəyirlər bulud toxumu. Damcılar yaratmaq üçün "toxumlar" lazımdır. Təbii ki, su damcıları toz hissəcikləri, polen, dəniz duzu və hətta bakteriyaların ətrafında əmələ gəlir. Bunun üçün gümüş yodid və ya quru buz kimi kimyəvi maddələrin də istifadə oluna biləcəyi məlumdur. Bu, artıq məlum olan və istifadə olunan üsullarla baş verə bilər. parlaq və ağardıcı buludlar, 1990-cı ildə fizik Con Latham tərəfindən təklif edilmişdir. Seattledakı Vaşinqton Universitetində Dəniz Buludunun İldırımı Layihəsi okeanın üzərindəki buludların üzərinə dəniz suyunu səpməklə ağartma effektinə nail olmağı təklif edir.

Digər diqqətəlayiq təkliflər Yerin albedosunun artması (yəni əks olunan radiasiyanın radiasiyaya nisbəti) evlərin ağ rəngə boyanmasına, parlaq bitkilərin əkilməsinə və bəlkə də səhrada əks etdirən təbəqələrin döşənməsinə də aiddir.

Bu yaxınlarda MT-də geomühəndislik arsenalının bir hissəsi olan udma üsullarını təsvir etdik. Onların əhatə dairəsi ümumiyyətlə qlobal deyil, baxmayaraq ki, onların sayı artarsa, nəticələr qlobal ola bilər. Bununla belə, geomühəndislik adına layiq metodların axtarışları davam edir. CO-nun çıxarılması₂ atmosferdən, bəzilərinə görə, keçə bilər okeanları əkməkonlar, əslində, planetimizin əsas karbon yuvalarından biridir və CO-nun təxminən 30% -ni azaltmaqdan məsuldurlar.₂. İdeya onların səmərəliliyini artırmaqdır.

Ən əhəmiyyətli iki yol dənizləri dəmir və kalsiumla gübrələməkdir. Bu, atmosferdən karbon dioksidi çəkən və onun dibinə çökməsinə kömək edən fitoplanktonun böyüməsini stimullaşdırır. Kalsium birləşmələrinin əlavə edilməsi CO ilə reaksiyaya səbəb olacaqdır.₂ artıq okeanda həll edilmiş və bikarbonat ionlarının əmələ gəlməsi, bununla da okeanların turşuluğunu azaldır və onları daha çox CO udmaq üçün qəbuledici edir.₂.

Exxon Stables-dən ideyalar

Geomühəndislik tədqiqatlarının ən böyük sponsorları neft və qaz sənayesi üçün işləyən The Heartland İnstitutu, Hoover İnstitutu və American Enterprise İnstitutudur. Buna görə də, geomühəndislik konsepsiyaları, onların fikrincə, diqqəti problemin mahiyyətindən yayındıran karbonun azaldılması tərəfdarları tərəfindən tez-tez tənqid olunur. Bundan başqa emissiyaları azaltmadan geomühəndisliyin tətbiqi əsl problemi həll etmədən bəşəriyyəti bu üsullardan asılı vəziyyətə gətirir.

ExxonMobil neft şirkəti 90-cı illərdən bəri cəsarətli qlobal layihələri ilə tanınır. Okeanları dəmirlə gübrələmək və kosmosda 10 trilyon dollarlıq günəşdən qorunma qurmaqla yanaşı, o, suyun səthinə parlaq təbəqələr, köpük, üzən platformalar və ya digər "əkslər" tətbiq etməklə okeanın səthini ağartmağı təklif etdi. Digər variant isə buzun ağlığının günəş şüalarını əks etdirməsi üçün Arktika aysberqlərini aşağı enliklərə çəkmək idi. Əlbəttə ki, okeanın çirklənməsinin nəhəng artması təhlükəsi dərhal qeyd edildi, nəhəng xərclərdən bəhs etmə.

Exxon mütəxəssisləri həmçinin Antarktika dəniz buzunun altından suyu daşımaq üçün böyük nasoslardan istifadə etməyi və sonra onu Şərqi Antarktida buz təbəqəsində qar və ya buz hissəcikləri kimi çökdürmək üçün atmosferə səpməyi təklif ediblər. Tərəfdarlar, ildə üç trilyon ton bu şəkildə vurularsa, buz təbəqəsində 0,3 metr daha çox qar olacağını iddia etdilər, lakin böyük enerji xərcləri səbəbindən bu layihə artıq qeyd olunmadı.

Exxon tövlələrindən başqa bir fikir, günəş işığını səpmək üçün Yer səthindən 100 km hündürlükdə yerləşdirilən stratosferdə nazik təbəqəli heliumla doldurulmuş alüminium balonlardır. Həmçinin Şimali Atlantika kimi bəzi əsas regionların duzluluğunu tənzimləməklə dünya okeanlarında suyun dövranını sürətləndirmək təklif olunub. Suların daha çox duzlu olması üçün, digər məsələlərlə yanaşı, Qrenlandiyanın buz təbəqəsinin qorunub saxlanması, onun sürətlə əriməsinin qarşısını almaq nəzərdə tutulurdu. Bununla belə, Şimali Atlantikanın soyumasının yan təsiri Avropanı sərinləmək olacaq və insanların sağ qalmasını çətinləşdirəcək. Bir xırdalıq.

Verilən məlumatlar Geomühəndislik monitoru - Biofuelwatch, ETC Group və Heinrich Boell Fondunun birgə layihəsi - göstərir ki, dünyada kifayət qədər çox geomühəndislik layihələri həyata keçirilib (5). Xəritədə aktiv, tamamlanmış və tərk edilmiş göstərilir. Belə görünür ki, bu fəaliyyətin koordinasiya edilmiş beynəlxalq idarəçiliyi hələ də yoxdur. Beləliklə, bu, ciddi qlobal geomühəndislik deyil. Daha çox hardware kimi.

5. map.geoengineeringmonitor.org saytına əsasən geomühəndislik layihələrinin xəritəsi

Layihələrin əksəriyyəti, yəni 190-dan çoxu artıq həyata keçirilib. karbon sekvestrasiyası, yəni karbon tutma və saxlama (CCS) və təxminən 80 – karbonun tutulması, istifadəsi və saxlanması (, KUSS). 35 okean gübrələmə layihəsi və 20-dən çox stratosferik aerozol inyeksiya (SAI) layihəsi həyata keçirilmişdir. Geomühəndislik Monitoru siyahısında buludla əlaqəli bəzi fəaliyyətləri də tapırıq. Ən çox layihə hava dəyişiklikləri üçün yaradılmışdır. Məlumatlar göstərir ki, yağıntının artması ilə bağlı 222 hadisə və yağıntının azalması ilə bağlı 71 hadisə baş verib.

Alimlər mübahisə etməyə davam edirlər

Qlobal miqyasda iqlim, atmosfer və okean hadisələrinin inkişafının təşəbbüskarlarının həvəsi hər zaman suallar doğurur: biz doğrudan da özümüzü geomühəndisliyə qorxmadan həsr etmək üçün kifayət qədər məlumatımız varmı? Məsələn, geniş miqyaslı bulud səpilməsi suyun axını dəyişdirsə və Cənub-Şərqi Asiyada yağışlı mövsümü gecikdirsə? Bəs düyü bitkiləri? Məsələn, okeana tonlarla dəmir tökmək Çili sahillərində balıq populyasiyasını məhv edərsə necə?

okeanda, ilk dəfə 2012-ci ildə Şimali Amerikada Britaniya Kolumbiyası sahillərində həyata keçirildi və tez bir zamanda kütləvi yosun çiçəkləri ilə əks nəticə verdi. 2008-ci ilin əvvəlində 191 BMT ölkəsi naməlum yan təsirlərdən, qida zəncirində mümkün dəyişikliklərdən və ya su hövzələrində oksigen az olan ərazilərin yaradılmasından qorxaraq okeanda mayalanmaya qadağa qoyub. 2018-ci ilin oktyabr ayında yüzdən çox QHT geomühəndisliyi "təhlükəli, lazımsız və ədalətsiz" kimi pisləyib.

Tibbi müalicə və bir çox dərmanlarda olduğu kimi, geomühəndislik təhrik edir yan təsirləribu da öz növbəsində onların qarşısının alınması üçün ayrıca tədbirlərin görülməsini tələb edəcəkdir. Brad Plumer Washington Post-da qeyd etdiyi kimi, geomühəndislik layihələri başladıqdan sonra onları dayandırmaq çətindir. Məsələn, atmosferə əks etdirən hissəciklər səpməyi dayandırdıqda, Yer çox tez qızmağa başlayacaq. Və qəfil olanlar yavaş olanlardan daha pisdir.

Journal of Geosciences-də dərc olunan son araşdırma bunu açıq şəkildə göstərir. Onun müəllifləri hər il qlobal karbon qazı emissiyalarının bir faizlik artımını kompensasiya etmək üçün dünya günəş geomühəndisliyini tətbiq etsə nə baş verə biləcəyini proqnozlaşdırmaq üçün ilk dəfə on bir iqlim modelindən istifadə etdilər. Yaxşı xəbər budur ki, model qlobal temperaturu sabitləşdirə bilər, lakin görünür ki, geomühəndislik buna nail olduqdan sonra dayansa, fəlakətli temperatur sıçrayışları olacaq.

Mütəxəssislər həmçinin ən populyar geomühəndislik layihəsinin - kükürd qazının atmosferə vurulmasının bəzi regionları təhlükə altına sala biləcəyindən ehtiyat edirlər. Bu cür hərəkətlərin tərəfdarları buna qarşı çıxırlar. “Nature Climate Change” jurnalında 2019-cu ilin mart ayında dərc edilən araşdırma bu cür layihələrin mənfi təsirlərinin çox məhdud olacağına inandırır. Tədqiqatın həmmüəllifi, prof. Harvarddan mühəndislik və ictimai siyasət üzrə alim David Keith deyir ki, alimlər yalnız geomühəndisliyə, xüsusən də günəş enerjisinə toxunmamalıdırlar.

- - Dedi. -

Keytin məqaləsi artıq elm adamlarının mövcud texnologiyalara həddən artıq qiymət verməsindən və onların geomühəndislik metodları ilə bağlı nikbinliyinin cəmiyyəti istixana qazı emissiyalarını azaltmaq üçün səy göstərməkdən çəkindirə biləcəyindən qorxanlar tərəfindən tənqid edilib.

Geomühəndisliyin tətbiqinin nə qədər sinir bozucu ola biləcəyini göstərən bir çox araşdırma var. 1991-ci ildə yüksək atmosferə 20 meqaton kükürd dioksidi buraxıldı və bütün planet böyük miqdarda görünən işığı əks etdirən sulfat təbəqəsi ilə örtüldü. Yer selsi üzrə təxminən yarım dərəcə soyudu. Lakin bir neçə ildən sonra sulfatlar atmosferdən çıxdı və iqlim dəyişikliyi öz köhnə, narahatedici modelinə qayıtdı.

Maraqlıdır ki, Pinatubodan sonrakı itaətkar, sərin dünyada bitkilər yaxşı görünürdü. Xüsusilə meşələr. Bir araşdırma, 1992-ci ildə günəşli günlərdə Massaçusets meşəsində fotosintezin püskürmədən əvvəlki ilə müqayisədə 23% artdığını göstərdi. Bu, geomühəndisliyin kənd təsərrüfatını təhdid etmədiyi fərziyyəsini təsdiqlədi. Bununla belə, daha ətraflı araşdırmalar göstərdi ki, vulkan püskürməsindən sonra qlobal qarğıdalı məhsulları 9,3%, buğda, soya və düyü isə 4,8% azalıb.

Bu isə dünyanın qlobal soyumasının tərəfdarlarını soyutmalıdır.