Солнечная геоинженерия: побелить крыши, “покрасить” облака

С каждым годом борьба с изменением климата приобретает все большую остроту. Ученые-геоинженеры придумывают «быстрые» методы, предлагают самые фантаcтические способы управления климатом.

Мы уже рассмотрели одно из направлений геоинженерии – удаление парниковых газов. Вместе с ним в число климатических трендов прочно вошло и другое. Его называют солнечной геоинженерией или управлением солнечной радиацией (SRM). Попробуем разобраться, что это за тренд, какие технологии включает и есть ли смысл в них инвестировать.

SRM или управление солнечным “зайчиком”

солнечные зайчики
Солнечные “зайчики”: почти все идеи геоинженеры копируют у природы

SRM стремится охладить планету, отражая часть солнечного света обратно в космос. Поэтому такие технологии иногда напоминают игру с солнечным “зайчиком”. Тем не менее они помогут избежать некоторых серьезных последствий изменения климата. При этом SRM не уменьшает запасы углекислого газа, которые уже есть в атмосфере.

Распыление аэрозолей

В основу технологии легла история супервулканов. Извержение одного из них, Пинатубо на Филиппинах, 15 июня 1991-го привело к глобальной катастрофе. 20 млн тонн диоксида серы поднялись в высокие слои атмосферы и закрыли Солнце. Из-за этого глобальная температура снизилась на 0,5-0,6 градуса. Геоинженеры назвали это явление “эффектом супервулкана” и решили его имитировать.

#1 Экран из серы (Вагнер и Смит)

Охлаждение Земли будет быстрым и недорогим, если 15 лет подряд распылять в стратосфере сульфатные аэрозоли.  Американские исследователи из гарвардской Школы инженерных и прикладных наук Джона Полсона (SEAS) в ноябре 2018-го опубликовали первое детальное обоснование.

Идея Гернота Вагнера и Уэйка Cмита состоит в том, чтобы распылить в стратосфере миллионы тонн сульфатных аэрозолей. Частицы серы станут защитным экраном, который не будет пропускать солнечный свет, как при извержении супервулкана. Результат – охлаждение Земли. Цена вопроса – 2-2,5 млрд долларов в год.

Экологи возражают: последствия могут быть непредсказуемыми. В подтверждение приводят разрушение озонового слоя при извержении Пинатубо. Качают головами и медики – астматикам и аллергикам сульфатные аэрозоли здоровья не добавят. К тому же, “эффект супервулкана” продолжается лишь 1,5 года, после чего распыление нужно повторять.

Узнать подробнее

#2 “Небо в алмазах” (группа Кита из Гарварда)

алмаз
Охладить планету может даже “небо в алмазах”

Геоинженер с 20-летним стажем, основатель научной школы Дэвид Кит из Гарвардского университета возглавил группу климатологов, которые обосновали “дикую” идею. Они предложили имитировать “эффект супервулкана” не сульфатными аэрозолями, а алмазной пылью или глиноземом (оксидом алюминия).

Ученые провели исследование, которое показало: “небо в алмазах” гораздо лучше охладит планету, чем сера. Да вот беда: тратить на это “удовольствие” придется десятки миллиардов долларов в год.

Узнать подробнее

#3 “Зеркало” из карбоната кальция (SCoPEx)

Еще один геоинженерный проект неугомонного Кита называется «Испытание контролируемого возмущения в стратосфере» (SCoPEx). Роль отражателя лучей Солнца в нем играет карбонат кальция (белый мел).

“Эффекта зеркала” команда Кита из Гарварда хочет добиться распылением вещества с воздушного шара. Эксперимент планируют провести в первой половине 2019-го. Бюджет проекта – 3 млн долларов. Часть средств на планирование дал Билл Гейтс.

Узнать подробнее

“Отбеливание” облаков

Облака бывают разных типов и цветов. Поэтому и отражают солнечные лучи в космос они по-разному – одни больше, другие меньше. Чтобы охладить планету, геоинжеры хотят довести их “зеркальную” функцию до максимума.

#1 Яхты “Альбедо” (Лэтхем, Солтер, Ломборг)

В 1999-ом американский климатолог Джонатан Лэтхэм из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере (штат Колорадо) подал идею: увеличить отражательную способность (альбедо) облаков над океанами и морями. Сейчас она может достигать в среднем 50-60%. Чтобы сделать из облаков идеальный отражатель лучей Солнца, нужно их отбелить: распылить на высоте в 1 километр соленую воду.

В 2009-ом профессор Эдинбургского университета (Великобритания) Стивен Солтер представил первый проект, “Яхты “Альбедо”, беспилотные корабли на дистанционном управлении, должны курсировать в Мировом океане и закачивать из него воду в облака.

Позднее проект доработала команда Копенгагенского Центра Консенсуса во главе с экономистом и экологом Бьорном Ломборгом. Согласно расчетам, охлаждение Земли таким способом обойдется в 5,26 млрд долларов. Одна беда: ни Солтер, ни Ломборг даже в лаборатории не смогли добиться сверхтонкого распыления в 1 микрон. Из-за этого разработку технологии приостановили.

Узнать подробнее

#2 “Соление” облаков (ученые из Сиднея)

Ученые из Сиднейского института морской науки и Университета Сиднея искали способ охладить и уберечь от обесцвечивания кораллы на Большом Барьерном рифе. Они обратились к идее геоинженеров “отбелить” облака. Недолго думая, подправили ее – отказались от аэрозолей. За основу взяли давно опробованную технологию “засевания” облаков.

Суть замысла – частицы соли распыляют в атмосфере с индивидуальных судов или модифицированных снегоуборочных машин. “Соление” облаков над рифом делает их ярче, способствует образованию более мелких, отражающих солнечный свет, капель.

Узнать подробнее

Запуск отражателей в космос

Отклонить солнечные лучи обратно в космос могут зеркала или любые блестящие конструкции-отражатели на орбите Земли. Такие отражатели как способ охладить атмосферу Венеры (эксперимент по терраформированию) ученые впервые предложили еще в 1980-е.

#1 “Космическая тень” (Джеймс Ирли)

В 1989-ом американский инженер Джеймс Ирли выдвинул идею «космической тени», стекловидной конструкции из лунного камня диаметром 2 тысячи километров, толщиной 10 микрон и весом 100 мегатонн (!). Непрозрачный или прозрачный (в форме линзы Френеля) “экран” следовало расположить в точке Лагранжа. Так называют место на орбите (высота – 1,5 млн километров), где гравитация Земли и Солнца сбалансированы. Поэтому объект может оставаться неподвижным относительно обоих небесных тел.ино

Изготовить гигантское зеркало нужно было на Луне из местного сырья на специальном заводе, который предстояло еще построить. Оставалась бы одна проблема – транспортировка частей конструкции и сборка в точке Лагранжа. Задача едва ли выполнимая Бюджет проекта – 1-10 трлн долларов.

#2 “Зеркало величиной с Гренландию” (Лоуэлл Вуд)

“Резервный” план спасения Земли 10 лет составлял старший научный сотрудник Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (США) Лоуэлл Вуд. В 2001-ом он озвучил его: разместить в космосе одно или несколько огромных “зеркал величиной с Гренландию” с проволочной сеткой.

Объект площадью 1,6 млн квадратных километров (!) должен был отражать 1% лучей Солнца. Автор считал проект непомерно дорогим, но американским чиновникам он пришелся по душе. Они рекомендовали его ООН для борьбы с глобальным потеплением (2007).

#3 “Космические жалюзи” (Джером Пирсон)

космические зеркала
Космические зеркала будут собирать как мозаику

В 2002 году эксперты американской консалтинговой фирмы Star Technology and Research во главе с Джеромом Пирсоном представили проект “сети из миллиардов управляемых зеркал”. “Космические жалюзи” должны была вращаться вокруг экватора Земли. Помимо охлаждения последней на 3 градуса, сеть одновременно вырабатывала бы энергию из бортовых солнечных панелей. Пирсон предложил и “план Б” – кольцо отражающих камней для подсветки ночного неба.

Проблема состояла в доставке. Для этого потребовалось бы 5 млн космических кораблей. Позднее ученые заявили, что “космические жалюзи” охладили бы планету неравномерно.

#4 Облако прозрачных “листовок” (Роджер Анхель)

В 2006-ом американский исследователь и эксперт по оптике из Университета Аризоны Роджер Анхель произвел фурор своим докладом перед Национальной академией наук и получил грант от NASA. Его план предусматривал охлаждение Земли на 2 градуса облаком из триллионов прозрачных “листовок” диаметром 60 сантиметров, толщиной 0,005 миллиметра и общим весом 20 млн тонн. Их необходимо запустить в “точку Лагранжа” с помощью 20 электромагнитных установок. Изготовление и доставка обойдутся в триллионы доларов: пуски надо будет проводить каждые 5 минут в течение 10 лет (!).

#5 Зеркальные воздушные шары (правительство США)

В январе 2007-го правительство США рекомендовало ООН исследовать еще один метод солнечной геоинженерии – зеркальные воздушные шары. Тысячи летающих объектов, поверхность которых имеет высокое альбедо, должны отклонить лучи Солнца в космос. Запустить их нужно в верхние слои атмосферы.

Повышение альбедо всей планеты

Солнечный свет отражают не только облака, но и почти все, что есть над и на Земле. Поэтому нужно превратить всю планету в одно большое зеркало. Приверженцы этой, на первый взгляд, “дикой” идеи призывают увеличить альбедо всего, что только можно.

Возможные варианты:  окрашивание крыш в белый цвет, высадка “зеркальных” культур и покрытие пустынь отражателями. Впрочем, “обращение в белое” кровли, дорог и тротуаров увеличило бы альбедо поверхности Земли менее, чем на 1%. Увы, это слишком мало для глобального воздействия, да и дорого.

Зерновые и травы занимают гораздо большую площадь. При их тщательном отборе можно увеличить отражающую способность флоры в десятки раз. Моделирование показывает: что летнее охлаждение до 1° C может быть возможным в Северной Европе и Северной Америке. Эффект очевиден. Но есть и большой “минус” – громадные убытки фермеров и хозяйств, которые специализируются на “незеркальных” культурах.

Пустыни составляют 2% поверхности Земли. Предложение геоинженеров звучит так: покрыть эти области отражающей поверхностью. Иными словами, затянуть блестящими покрывалами из искусственных материалов. На местном уровне охлаждение будет значительным. Увы, этот подход может изменить атмосферную циркуляцию влаги и возникновение муссонов.

Резюме. Как видим, солнечная геоинженерия из “диких” и фантастических проектов типа “космических жалюзей” выросла в технологичное направление. С исследователями SRM cотрудничают правительства США, Индии, Великобритании и других стран.

Такие геоинженеры, как Кит и Ломборг, дали надежду на скорое и относительно дешевое охлаждение Земли без необходимости сокращать выбросы СО2. Именно они создали дымовую завесу для общества, которая принесла прибыль лоббистам “вредных” для климата компаний.

Узнать подробнее

Впрочем, даже геоинженеры признают: SRM хорошо сработает лишь в комплексе с ограничением выбросов парниковых газов, введением углеродного и транспортного налогов. Раскошелиться за комфортный климат придется очень многим.

Узнать подробнее

Увы, дискуссии продолжаются. Германские исследователи из Climate Analytics даже призвали политиков к запрету солнечной геоинженерии. По их мнению, она принесет Земле больше вреда, чем пользы.

Узнать подробнее

Риски для планеты и угроза социального взрыва сдерживает чиновников. А еще главное – дефицит политической воли и больших амбиций.

Узнать подробнее

На что в такой ситуации можно рассчитывать инвесторам? Безусловно, на … изменение климата. Глобальное потепление “давит” на всех, включая политиков. Пройдет еще 2-3 года и взывать к их благоразумию и решительности станет излишним: сами станут во главе любого проекта.

К тому времени очень востребованными окажутся компании транспортной и аэрокосмической отрасли. Могут поправить положение все, кто добывает серу и мел. Вероятно, увеличат оборот фирмы, производящие стекло и отражающие материалы. О климатических SRM-стартапах и говорить нечего – будут расти, словно грибы после дождя.

Из всего этого следует одно: мир находится на пороге революции технологий управления климатом. Только от вас зависит, будете ли активным и успешным участником или пассивным наблюдателем.

Подготовил Станислав Клопот


Расскажите об этом друзьям



Хотите узнать о будущем больше?

Узнайте где деньги будут завтра!

Как современные технологии изменят бизнес? От чего стоит отказываться уже сейчас? Какие бизнес-идеи будут востребованы через 5, 10 и 15 лет? Какие отрасли останутся выгодными и актуальными, а какие умрут?

Заглянуть в будущее