Mokslo ir technologijų pasaulis

Tarp pir­mų­jų ban­dy­mų at­vė­sin­ti pla­ne­tą yra de­be­sų švie­si­ni­mas ir aero­zo­lių purš­ki­mas į ozo­no sluok­snį. Jie ga­li pra­si­dėti vos po po­ros me­tų

Jei negalime pakankamai sumažinti emisijų, kaip dar galime atvėsinti planetą? Reikia nedelsiant išsiaiškinti ar geoinžinerija veikia, teigia grupė atmosferą tyrinėjančių mokslininkų.

Planetos orų ir klimato inžinerija yra labai kontroversiška idėja. Todėl ir reikia vykdyti eksperimentus, sako grupė, ir nori pirmuosius atlikti jau po dviejų metų. Populiariausios atmosferos keitimo programos yra numatančios būdus, kaip padidinti atspindimų Saulės spindulių dalį arba toks debesų pakeitimas, kad jie daugiau šilumos išleistų, o ne sulaikytų.

Praeitą savaitę grupė publikavo pasiūlymų „kelio planą“, kuriame išdėstyt, kaip eksperimentai galėtų būti atlikti (Philosophical Transactions of the Royal Society A, doi.org/xb9).

Vienas tirtų druskų aerozolių įpurškimo į jūrinius debesis poveikį. Taip siekiama padidinti vandens lašelių skaičių debesyse, kad jie geriau atspindėtų Saulės šviesą – vadinamasis jūrinių debesų balinimas.

Antrasis ir detaliausias, sukurtas Johno Dykema'o iš Harvardo universiteto, tirtų sieros turinčių junginių įterpimo 20 km aukštyje – žemesniojoje kosminės erdvės riboje – poveikį. (Philosophical Transactions of the Royal Society A, doi.org/xb8).

Vadinamojo stratosferinio kontroliuojamų perturbacijų eksperimento (SCoPEx) tikslas yra išsiaiškinti, ar sulfato jonai pakenktų ozono sluoksnio atstatymo pastangoms. Baiminamasi, kad tokios medžiagos gali paleisti ozoną naikinančias reakcijas.

Trečiasis eksperimentas tirtų aukštai atmosferoje esančių plunksninių debesų poringumo didinimą, kad jie praleistų daugiau spinduliavimo iš Žemės į kosmosą. Vandens garai debesyse veikia kaip šiltnamio efektą sukeliančios (ŠES) dujos, sulaikydamos šilumą beveik taip pat gerai, kaip anglies dvideginis. Įbėrus tokių medžiagų, kaip, pavyzdžiui, bismuto trijodidas, kuris skatina vandenį suformuoti ledo kristalus, tikimasi sumažinti vandens garų kiekį ir taip išleisti daugiau spinduliavimo į kosmosą.

Geoinžinerijos naudojimas planetos atvėsinimui, tikslingai keičiant Žemės atmosferą yra labai kontroversiškas – skeptikai baiminasi, kad jis nepavyks ir dar labiau sujauks klimatą. Pavyzdžiui, debesų sluoksnio keitimas, gali pakeisti lietaus struktūrą ir nenuspėjamai pagausinti sausras ir potvynius. Oponentai taip pat nerimauja, kad jei remsimės geoinžineriniais sprendimais, žmonės nustos siekti bendro tikslo – dramatiškai sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro, neišvengiamai kaitinančio planetą.

Kaip bebūtų, kai kurios idėjos vertos tolesnio nagrinėjimo, sako šalininkai. Veiksmų planas, kovą sukurtas darbo stovykloje Harvarde, yra „didelis žingsnis į priekį“, sako pagrindinis autorius Davidas Keithas, taip pat iš Harvardo.

Kol kas visa geoinžinerijos darbai buvo atliekami laboratorijose arba remiantis kompiuteriniu modeliavimu. „Modeliavimas ir laboratoriniai eksperimentai yra itin svarbūs,“ sako Dykema. „Bet norint suprasti sudėtingą žmones neraminančią chemiją, vienintelis būdas tai atlikti atmosferoje, kur yra tinkamas Saulės spinduliavimas, tinkamas cheminių medžiagų mišinys ir tikra aerozolinių dalelių sąveika dujinėje, skystojoje ir kietojoje fazėse.“

„Pasiūlyti eksperimentai yra gan mažo mastelio, ir pasekmės aplinkai tikriausiai bus nereikšmingos, lyginant su daugeliu žmogaus atliekamų veiklų, kurias laikome savaime suprantamu dalyku,“ sako bendraautorius Dougas MacMartinas iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje.

Pavyzdžiui, Dykema'o eksperimente bus išleidžiama vos kilogramas sieros – tiek pat išskiriama per komercinių orlaivių 1 skrydžio minutę.

Tačiau didelis JK projektas, skirtas geoinžinerijos tyrimams, Integrated Assessment of Geoengineering Proposals, yra atsargesnis ir pesimistiškiau nusiteikęs Saulės spinduliavimo reguliavimo klausimu.

Masto didinimas

Pavyzdžiui, naudodami kompiuterines simuliacijas, tyrėjai nustatė, kad pastangos sumažinti Saulės spinduliavimą Arktyje, siekiant sustabdyti jūros ledo atsitraukimą, yra neįgyvendinimas. „Išsiaiškinome, kad įgyvendinimo mastas, tiek laiko, tiek vietos prasme turėtų būti milžiniški, kol dabartinės stebėjimo sistemos galėtų užfiksuoti nors kokį poveikį,“ sako tyrimo vadovas Piersas Forsteris iš Leedso universiteto.

Jis skeptiškai nusiteikęs ir mažo masto bandymų atžvilgiu. „Išleidome 500 milijardų tonų anglies dvideginio ir tik neseniai esame tikri, kad tai veikia mūsų klimatą, tad riboti lauko bandymai praktiškai nieko nepasakys apie saulinės geoinžinerijos poveikį klimatui.“

Siekiantieji atlikti eksperimentus teigia, kad rėmimasis modeliavimu tik sustiprina jų siekį gauti daugiau tikro pasaulio duomenų modelių veikimo patikslinimui. Modeliai gali būti netinkami dėl pernelyg mažo jiems pateikiamo empirinių duomenų kiekio.

„Yra daug klimato sąveikos aspektų, ypač veikiančių debesis, kurie blogai suprantami, nes masteliai nuo nanometrų iki kilometrų negali būti tiksliai įtraukti į globalius modelius,“ tvirtina Lynn Russell iš Scripps okeanografijos institucijos San Diege, Kalifornijoje, eksperimentatorių grupės narė.

Bandymai suteiktų neįkainojamų įžvalgų į bendriems klimato tyrimams, sako ji, net jei geoinžinerija galiausiai pasirodytų esanti nepraktiška. Tokių eksperimentų stebėjimų duomenys taip pat leistų geriau suprasti debesų procesus ir leistų patobulinti klimato modelius, dėsto ji.

„Labiau mėgstu plataus panaudojimo eksperimentus, tiek geresniam pasiūlytų geoinžinerijos planų supratimui, tiek natūralios klimato sistemos geresniam supratimui,“ sako Kenas Caldeira iš Karnegio mokslo institucijos Stanforde, Kalifornijoje.

Keith sako, kad pirmieji SCoPEx eksperimentai galėtų būti įvykdyti po dviejų metų. O kol kas mokslininkai tikisi užsitikrinti 10 milijonų dolerių finansavimą iš JAV vyriausybės.

Jie taip pat ragina sudaryti nacionalinių reguliuotojų organą, kuris galėtų nepriklausomai įvertinti visus siūlomų eksperimentų privalumus ir suteikti oficialų leidimą juos atlikti. Toks patvirtinimas būtinas visuomenės pasitikėjimo išlaikymui, pabrėžia jie. „Manome, kad išorinis vadovavimas yra kritiškai svarbus,“ sako Dykema. „Bet kol kas nėra į ką kreiptis dėl eksperimentų atlikimo.“

Andy Coghlan
New Scientist № 2997