20.09.2024. - Можем ли мы найти выход из климатического кризиса

Можем ли мы найти выход из климатического кризиса

После десятилетий попыток остановить нагрев Земли ученые изучают, как обратить изменение климата вспять и, возможно, даже снова охладить планету. Можно ли сделать облака светлее, чтобы они отражали больше солнечного света обратно в космическое пространство? Если выращенные в лаборатории водоросли опустить в океан, сколько углекислого газа они смогут поглотить? Сможет ли бурение скважин в ледниках выделить достаточно тепла, чтобы замедлить повышение уровня моря?

Чикагский университет позиционирует себя как лидер в этой развивающейся области, известной как геоинженерия, после того, как привлек известного физика Дэвида Кейта для разработки программы климатической инженерии, в которую вошли 10 штатных преподавателей и несколько молодых исследователей.

"Мы не сможем понять (геоинженерию), если над этим будет работать только группа отдельных людей, работающих изолированно. Нам нужно собрать широкую группу ученых и студентов, чтобы обсудить это более предметно", - сказал Кит.

В то время как общество изо всех сил пытается избавиться от своей зависимости от ископаемого топлива, компенсация за счет вмешательства в атмосферу, океаны и сушу Земли долгое время считалась запретной. Многие ученые утверждают, что геоинженерные вмешательства в лучшем случае отвлекают от сокращения выбросов, а в худшем - слишком опасны для изучения.

Наиболее спорным и, вероятно, наиболее быстродействующим методом является выброс аэрозолей в небо для отражения солнечных лучей, известный как управление солнечной радиацией или солнечная геоинженерия.

39-летний физик Питер Ирвин прибыл в Гайд-парк на прошлой неделе из Лондона, чтобы изучать солнечную геоинженерию в качестве ассистента профессора-исследователя в команде Кейта.

Ожидается, что этот процесс будет иметь последствия, аналогичные массовым извержениям вулканов, таким как извержение вулкана Тамбора в современной Индонезии в 1815 году, которое нарушило погодные условия во всем мире на три года. Летние температуры в Европе были самыми холодными за всю историю наблюдений, а в Соединенных Штатах туман затмевал солнечный свет.

Но вместо вулканического пепла землю окутают искусственные аэрозоли, которые будут отражать солнечные лучи. Предположительно, в течение года температура во всем мире начнет понижаться.

"Управление солнечной радиацией - это единственное (климатическое вмешательство), которое может быть применено в течение одного президентского срока", - сказал Ирвин.

Но ученые исторически держали геоинженерию на расстоянии вытянутой руки, опасаясь, что богатые страны и компании, работающие на ископаемом топливе, будут полагаться на обещания дорогостоящих, но еще не разработанных технологий, чтобы избежать изменения своей практики, связанной с высокими выбросами. Выбросы углерода являются основной причиной изменения климата.

Однако, по мнению экспертов, общество вряд ли сможет сократить выбросы достаточно быстро, чтобы предотвратить худшие последствия изменения климата. Глобальные выбросы должны быть сокращены на 45% по сравнению с уровнем 2010 года в течение следующих шести лет, чтобы сохранить потепление на уровне не ниже 1,5 градусов Цельсия. Между тем, согласно отчету Организации Объединенных Наций за 2023 год, мир находится на пути к увеличению выбросов на 9%.

Международное энергетическое агентство ожидает, что к 2040 году общий спрос на минеральные ресурсы для использования в экологически чистых энергетических технологиях, от солнечных панелей до электромобилей, удвоится или увеличится в четыре раза. Добыча полезных ископаемых не только сопряжена с большими выбросами, но и требует времени, о чем Манон Дюре узнала, работая над инициативами в области устойчивого развития в британской многонациональной горнодобывающей компании Anglo American.

"Я только что увидел масштаб происходящего: сколько времени требуется, чтобы получить разрешение на строительство шахты, сколько времени требуется, чтобы создать новую шахту с нуля", - сказал 32-летний микробиолог. Для нее это был "момент озарения", когда она присоединилась к инициативе U. of C. "Этого не произойдет. Мы не собираемся так легко обезуглероживатьм мир. Нам нужно начать искать другие варианты".

В Калифорнийском университете она изучит практические препятствия, которые необходимо преодолеть, чтобы сделать геоинженерию возможной, включая приобретение материалов, транспортировку и международные правила. По ее словам, геоинженерия является необходимой временной мерой, пока общество работает над сокращением выбросов.

Ее муж, 33-летний Б.Б. Каэл, океанограф по образованию, также присоединяется к инициативе по оценке стоимости, масштабируемости, эффективности и рисков различных методов геоинженерии.

Способность приглушить антропогенное изменение климата является многообещающей для таких ученых, как Кейт, который считает, что общество должно соизмерять свои усилия по сокращению выбросов с другими приоритетами, такими как справедливое экономическое развитие и развитие искусственного интеллекта. Он был лидером в области геоинженерии с 1980-х годов, основав одну из первых компаний по удалению углекислого газа из воздуха и возглавив исследования Гарвардского университета в области использования солнечной энергии.

"С точки зрения этики следует сокращать выбросы немного медленнее", - сказал Кейт. Если ученым удастся охладить Землю, общество сможет выиграть время до наступления климатического перелома.

Хотя Ирвин уверен, что солнечная геоинженерия уменьшит экстремальную жару, обильные осадки и повышение уровня моря, он признает, что это также может усилить засухи, увеличить количество кислотных дождей и истончить озоновый слой. Эти неизвестные факторы могут повлиять на производство продовольствия и биоразнообразие во всем мире.

По словам Лиз Мойер, единственного профессора Калифорнийского университета, который измеряет этот высокий уровень в атмосфере, стратосфера, куда попадают аэрозоли, является местом истончения озонового слоя, и в последние годы в ней уже произошло множество "невероятных событий".

В то время как изменение климата привело к нагреву слоя атмосферы, ближайшего к поверхности Земли, оно охладило стратосферу. Крупные лесные пожары также вызвали беспрецедентные химические реакции в стратосфере.

По словам Мойера, распыление аэрозолей добавило бы еще один элемент неопределенности в то место, о котором ученые знают мало, а вскоре, возможно, и того меньше. В течение следующего десятилетия, пока ученые будут экспериментировать с выбросом аэрозолей в стратосферу, НАСА выведет из эксплуатации устаревший спутник, который собирал данные о стратосфере, без запланированной замены.

Мойер сравнил вмешательство в этот слой атмосферы без надлежащего контроля с проведением операции без включенного кардиомонитора.

"Если вы собираетесь провести экспериментальную операцию и не подумали о том, какие технологии вам понадобятся для наблюдения за пациентом, значит, вы недостаточно тщательно обдумываете проблему, чтобы я могла доверить вам свое тело", - сказала она.

После запуска аэрозоли, отражающие солнечные лучи, должны выбрасываться в небо каждые пару лет. Если их остановить, на Земле может наступить быстрое потепление, также известное как "шок прекращения".

"Это огромная нагрузка на будущее", - сказал Рэймонд Пьерхумберт, бывший профессор Калифорнийского университета, который сейчас работает в Оксфордском университете. "Откуда вы знаете, что эти меры будут выполнимы для следующего поколения? Что, если разразится глобальная война, еще одна пандемия?"

Он один из более чем 500 ученых, подписавших открытое письмо с призывом к заключению международного соглашения о неиспользовании солнечной геоинженерии.

Стороны, подписавшие соглашение, выражают обеспокоенность по поводу отсутствия надлежащего руководящего органа, который мог бы определить справедливое и эффективное внедрение технологии, которая потребует координации и коснется каждого уголка планеты.

Ирвайн, однако, предупреждает, что игнорирование солнечной геоинженерии может увеличить риск ее безответственного использования.

"Чем больше это подавляется, тем больше риск того, что одна нация или небольшая группа наций в отчаянии будут продвигаться вперед самостоятельно", - сказал он.

Китайское правительство десятилетиями экспериментировало с изменением погодных условий. А в прошлом году Белый дом опубликовал отчет, в котором были выявлены пробелы в знаниях и потенциальные области исследований для федеральной программы исследований в области солнечной геоинженерии. До сих пор не было указаний о том, как действовать в соответствии с результатами.

До сих пор большинство исследований ограничивалось компьютерным моделированием. Несмотря на ценность, непредвиденные переменные, вероятно, усложнят сценарии реального мира. Было трудно получить одобрение на проведение полевых исследований, которые позволили бы начать изучение этих сложностей. Два громких эксперимента - один в Калифорнии, другой в Швеции — были отменены в этом году из—за противодействия местных властей.

Жители, в том числе представители коренных северных народов, выразили серьезную обеспокоенность по поводу возможного воздействия на погодные условия.

Кейт, участвовавший в шведском проекте, всю свою карьеру руководствовался убеждением, что неизвестность - это еще одна причина для изучения геоинженерии. На протяжении десятилетий он утверждал, что политики и общественность могут решить, стоит ли проводить интервенции, только если они будут вооружены тщательными исследованиями.

"Это определенно не работа элитного клуба ученых - решать, что должно быть известно общественности, а что нет", - сказал Кит. "Я думаю, что это глубоко неэтично".

Однако Пьер Гумберт предупредил, что эти небольшие полевые эксперименты могут дать ложную уверенность. Они расскажут о том, как создавать и внедрять технологии, но не покажут их влияние на время и атмосферу. Для этого потребуется полномасштабное внедрение, сказал он.

Он сравнивает моральные вопросы, связанные с солнечной геоинженерией, с вопросами, связанными с водородной бомбой и инфекционными заболеваниями.

"Ученые несут ответственность за то, чтобы не разрабатывать технологии, которые могут представлять угрозу и дестабилизировать ситуацию", - сказал Пьер Гумберт. "Как бы вы отнеслись к исследованиям по разработке инженерных патогенов, таких как COVID, которые смертельно опасны и быстро распространяются?"

Тем временем Мойер находит утешение в том, что такое авторитетное учреждение, как Калифорнийский университет, занимает лидирующие позиции в этой области. Однако она обеспокоена тем, что инженеры-строители не будут участвовать в обсуждении вопросов проектирования климатических систем.

"Это огромный проект в области гражданского строительства", - сказала она, отметив, что инженеров обучают учитывать риски так, как не обучают ученых.

Хотя Кейт выразил намерение создать междисциплинарную команду, все сотрудники, нанятые на сегодняшний день, работали в отделе геофизических наук. В университете нет школы гражданского строительства.

Все ученые сходятся в одном: на Земле сейчас жарче, чем было в прошлом году, и пройдет много лет, прежде чем будущие поколения увидят такую же прохладную планету, как та, на которой мы живем сегодня. Если планета достигнет нулевого уровня выбросов, она перестанет нагреваться, но не остынет.

"Нельзя сказать, что климат не менялся, и мы думаем, что могли бы сделать его лучше, чем раньше", - сказал Ирвин. "Дело в том, что климат стремительно приближается к состоянию, которого мы никогда раньше не видели, со всевозможными неизвестными последствиями и известными последствиями, которые будут плохими".

Согласно этой логике, у ученых есть моральный долг проводить исследования и внедрять инновации в надежде предотвратить худшие последствия изменения климата, если только вмешательство в земные системы в объеме, превышающем тот, который мы уже имеем, не может привести к новым опасностям.

"Люди принимают неверные решения, когда они в панике, а паника оправданна, потому что все плохо и становится только хуже", - сказал Пьер Гумберт. "Но необходимо сделать шаг назад и подумать: "Хорошо, но собираюсь ли я сделать что-то, что на самом деле ухудшит ситуацию?" Он считает, что единственное жизнеспособное решение - как можно быстрее отказаться от использования ископаемого топлива во всем мире.

Но что, если общество не сможет обезуглерожиться достаточно быстро?

Кит боится, что настанет день, когда геоинженерия может стать последним средством, которое еще не было изучено должным образом: это противоядие будет недосягаемо или, что еще хуже, спрятано за стеклянной витриной, которую разобьют от отчаяния без полного понимания последствий.

Сейчас, когда ему уже за 60, он рассматривает инициативу U. of C. как передачу эстафеты следующему поколению, чтобы гарантировать, что общество не окажется ни на одной из этих позиций.

"В конечном счете, это должно быть глобальным, нам нужно создать поле деятельности", - сказал Кит.

Источник