Спасти планету – это не сюжет очередного американского блокбастера, а необходимость наших дней. В этой новой реальности климатологи всего мира думают, как обеспечить выпадение дождей над сухими территориями и уменьшить нагревание планеты. Канадские эксперты считают, что если в ближайшие двадцать лет решения не найдётся, то это послужит началом третьей мировой войны, где одни страны будут запускать летательные аппараты или ракеты с «дождевой начинкой» в стратосферу, а другие будут эти носители сбивать. Всем нам хорошо известна прописная климатическая истина, если в одном месте проливаются дожди, то в другом начинается засуха, влекущая за собой голод. Война за ресурсы и технологии разворачивается уже сейчас. Скоро планета будет испытывать нехватку пресной воды, что станет поводом для новых конфликтов. Например, постройка дамб в верховьях рек, пересекающих несколько стран, где все государства, расположенные ниже по течению, останутся без воды.
Очень интересный доклад на тему «Инженерия климата: есть ли у учёных план «Б» был представлен на климатическом семинаре кандидатом физико-математических наук, известным климатологом института физики атмосферы им. Обухова Российской академии наук (РАН) Александром Чернокульским. То, о чём говорил автор, ещё 100 лет назад, восприняли бы как научную фантастику.
Попробуем разобраться, что такое теория климата и геоинжениринг, или физика климатических изменений Земли. Начнём с того, что методы климатической инженерии (геоинжениринга) включают взаимосвязи элементов по воздействию на химический состав атмосферы – различные технологии, направленные на извлечение углерода из атмосферы, на изменение радиационных потоков (в них заключается план «Б»), которые уже внедряются и будут внедряться в ближайшие годы. В целом речь идёт об искусственном регулировании климата, направленном на его изменение.
Одной из главных задач в эпоху глобального потепления является – охлаждение планеты. Учёные предлагают выбрасывать в облака различные химические элементы, чтобы они отражали лучи солнца более эффективно, тем самым понижая температуру нагревания Земли. Отмечается постепенное нагревание планеты, 2020 год оказался теплее 2016 года, который, в свою очередь, побил предыдущие температурные рекорды. Учёные отмечают, что Земля теплеет примерно на 0, 2 градуса за каждые 10 лет, вся суша – на 0, 3 градуса. Россия впереди планеты всей и теплеет на 0, 5 градуса за тот же период, опережая прочих в 2, 5 раза. Здесь всё же стоит оговориться, что Арктика теплеет ещё быстрее, там наблюдается повышение температуры на 0, 7 градуса за 10-летний период.
Более того, изменяется не только температура, но и различные другие индикаторы. Так, например, сокращаются площадь и масса горных ледников, Антарктического и Гренландского ледяных щитов, растёт уровень моря и накопления тепла в Земной климатической системе. 90% тепла уходит в океан, порядка 5% – на сушу, 4 % – в криосферу и 1% – в атмосферу. Мы сейчас живём в эпоху избыточного тепла, или радиационного разбаланса, когда к нам приходит 340 ватт на метр квадратный, а уходит 339, вот этот 1 ватт сейчас копится в климатической системе.
О роли человека
Учёные отмечают, что баланс углерода и оценки его концентраций – беспрецедентно высоки. По современным наблюдениям и в восстановленных по ледниковым кернам данным хорошо прослеживается, что у нас сейчас идёт небывалый рост концентрации парниковых газов за последние миллион лет. Учёные считают, что это именно антропогенная эмиссия. То есть виновник – человек. Мы сжигаем порядка 10 гигатонн углерода каждый год. И он оказывается в атмосфере в виде летучих соединений с другими химическими элементами. Порядка 4 гигатонн остаётся в атмосфере, а 6 Гт уходит примерно в равных долях в океан и в биоту (совокупность всех видов живых организмов). Изотопный состав, обнаруженный в образцах, показывает, что причина – сжигание топлива.
«Очень часто в спорах учёных разных областей звучит, что один вулкан может перекрыть всю антропогенную деятельность человека, но уже научно доказано, что на сегодняшний день, все вулканы в год дают 1% антропогенного воздействия», – считает Александр Чернокульский.
Прогноз
В докладе Чернокульского даются очень интересные данные об изменении роста температуры в тропосфере. Так, например, сокращение температуры в верхних слоях стратосферы и мезосферы ведёт к «выхолаживанию», то есть начинает работать парниковый эффект, где тепло остаётся внизу, в тропосфере (нижний слой атмосферного воздуха).
Изучение тенденций потепления климата однозначно указывает на активизацию таяния ледников. Ожидается рост уровня Мирового океана (на 0, 4–0, 9 м к концу XXI века), который приведёт к затоплению прибрежных территорий и островов. А это, в свою очередь, спровоцирует массовую миграцию не только людей.
Рост среднегодовой температуры приведёт к расширению засушливых регионов, увеличению расхода энергии на кондиционирование, больше людей станут жить в экстремальных условиях. И ещё потепление грозит изменением распределения осадков – сухие места станут ещё более засушливыми, а увлажнённые – более влажными.
Таяние континентальных ледников, морского льда и вечной мерзлоты приведёт к дефициту питьевой воды. Потепление вызовет исчезновение экосистем. Под его жёстким воздействием окажется и мировой океан, из-за этого процесса произойдёт сокращение рыбного промысла. А рост интенсивности экстремальных погодных явлений приведёт к постоянно нарастающим войнам, которые будут вестись ради обладания жизненно важными ресурсами.
Чтобы избежать этого, учёные рекомендуют принимать меры по адаптации к последствиям климатических изменений на мировом, государственном и муниципальном уровнях. Главная задача – это резкое снижение углеродоёмкости экономики (отказ от использования угля и нефтепродуктов в качестве топлива).
Геоинжениринг
Искусственное воздействие на климат, то есть попытка человека стабилизировать и регулировать научными способами влияние на климат – это и есть геоинжениринг. Его задача противодействовать нежелательному изменению климата с целью получения наиболее комфортных условий проживания и экономической деятельности на большей части планеты.
Рассматриваются два пути развития геоинжениринга. Первый связан с технологиями извлечения углерода из атмосферы, основанными на фотосинтезе. Второй – это набор технологий, направленных на захоронение углерода, чтобы не дать ему достигать атмосферы.
Беда уже кроется в том, что по второму методу вообще нет никаких международных договорённостей. Это метод воздействия не на химию атмосферы, не на содержание углерода, а на радиационные потоки. Например, воздействия на перистые облака и их утоньшение. Впрочем, эксперты пока находятся в самой начальной точке в разработке этого пути. Кстати, Маск в начале года пообещал 100 млн за такую технологию, имеется в виду, что нужен агрегат или технологический приём, рассчитанный на улавливание не меньше чем гигатонны углерода, в противном случае человечество не успевает спасти планету.
Первый путь более очевиден. Лесонасаждение ведут в Европе, Азии, Америке, России и Китае. Например, КНР проводит грандиозный эксперимент под названием «Великая зелёная стена». Китай засаживает свои лёссовые территории (северо-западная часть страны), которые при сильном ветре пылят, и довольно часто пылевые бури накрывают большие площади, доходя до Пекина. Озеленение территорий – ключ к экодыханию планеты. Например, некоторые учёные считают, что нужно посадить один триллион деревьев и они поглотят весь СО2.
Проблема в том, что дерево активно поглощает СО2, когда оно молодое, а дальше, через определённый период времени – в среднем 30–50 лет, для разных пород по-разному, – наступает равновесие дыхания и фотосинтеза. И дерево перестаёт извлекать углерод из атмосферы, оно уже накопило его в себе, и у геоинжениринга возникает вопрос, что делать с этим деревом? Любой пожар, засуха или нашествие вредителей, которые будут увеличиваться с ростом температуры на планете, приведут к эмиссии дерева и обратному выбросу всего, что оно накопило, в атмосферу. Вот такой замкнутый круг.
Как вариант решения проблемы рассматривается сельскохозяйственная практика, которая позволит удерживать СО2 в земле. Например, можно отказаться от однолетних растений в пользу многолетних. Не вскапывать траву, что помогает удержанию углерода в почве.
План «Б»
Если у людей к 2040 году не получится улавливать необходимое количество углекислого газа из атмосферы, то учёным придётся попытаться ослабить радиационные потоки, которые приходят к земле, с тем чтобы сократить концентрацию так называемого парникового эффекта и перейти к искусственным глобальным методам влияния на климат. Наш учёный Михаил Будыко предлагал воздействовать на аэрозольный слой стратосферы и создание аэрозольного экрана. Он говорил, что, добавив сульфатный аэрозоль в стратосферу, мы сможем отразить часть солнечного света и таким образом понизить температуру планеты. В доказательство тому после сильных извержений вулканов наблюдается сильное похолодание (на 2–3 года). После извержения в 1815 году Тамбора 1816 год был «без лета». Учёные говорят, что если в тропиках начнут извергаться сразу несколько вулканов – это приведёт к похолоданию на всей планете.
Нобелевский лауреат Пауль Крутцен дал очень пессимистичный прогноз. Учёный уверен, что страны не смогут договориться о слаженной борьбе с потеплением. Никто не сможет резко снизить углеродоёмкость экономики, поэтому все попытки воздействия на стратосферу будут бесполезными. Он считает, что сейчас учёным нужно исследовать все альтернативные методы, чтобы понимать их положительные или отрицательные стороны, так как экономики практически всех стран мира не смогут выдержать перехода на зелёную энергию.
По его мнению, мы можем воздействовать на космос, поставив какой-нибудь экран; аэрозолями – на стратосферу; можем воздействовать на облака; можем модифицировать поверхность суши.
Ну если вернуться к методу Будыко, то нужно примерно от 2 до 12 мегатонн сульфатных аэрозолей в год для охлаждения планеты.
Весьма вероятно, что страны не смогут договориться по поводу геоинжениринга. Допустим, США объединяются с Индией и в одностороннем порядке внедряют методы геоинженирига и начинают запускать ракеты с аэрозолями в стратосферу, тем самым понижая температуру, это приведёт к сильной засухе в Китае. В свою очередь Китай начинает сбивать эти ракеты, вот вам и повод для третьей мировой войны. Или, наоборот, Китай, используя технологии геоинжениринга, обеспечит выпадение осадков над своими пустынными территориями, что скажется на климате Индии, и уже та начнёт боевые действия против КНР. Таких моделей можно выстроить сколько угодно, но проблема так и не найдёт своего решения. На данный момент нет ни одной международной организации, которая этим занималась бы и могла регулировать этот процесс. А тем временем все страны продолжают эксперименты и ищут пути спасения своих территорий. Сейчас мероприятия по геоинженирингу проводятся автономно разными государствами, без учёта негативного влияния на соседей. Можно сказать, что в мире процветает климатическая анархия, которая в состоянии в любой момент перерасти в вооружённый конфликт.