Человечество сталкивается с одним из самых серьёзных вызовов в своей истории. Стремительное изменение климата, вызванное промышленной деятельностью, угрожает всей нашей цивилизации. Дестабилизация течений, усиливающиеся волны тепла и всё более частые штормы представляют опасность для всех нас.
Неоспоримым решением является сокращение наших выбросов, которые, возможно, уже прошли свой пик, хотя темпы снижения недостаточны, чтобы предотвратить последствия изменения климата.
Однако может существовать и другой подход, дополняющий наши вялые усилия по сокращению выбросов. А что, если бы, помимо декарбонизации нашего общества, мы использовали временные меры по изменению климата Земли и предотвращению некоторых из худших последствий изменения климата?
Именно эту мечту рекламируют сторонники геоинженерии – термина, подразумевающего управление окружающей средой для противодействия антропогенному изменению климата. Этот термин не всегда находил отклик у учёных.
«Геоинженерия долгое время была довольно табуированной темой, — говорит Джессика Ван, климатолог из Института океанографии Скриппса в США. — Обычно её рассматривали как способ помешать усилиям по сокращению выбросов».
Однако, похоже, ситуация меняется. В мае 2025 года Агентство передовых исследований и изобретений правительства Великобритании (ARIA), призванное финансировать высокорискованные и высокооплачиваемые исследования, объявило о выделении 56,8 млн фунтов стерлингов (почти 77 млн долларов США) на финансирование 21 геоинженерного проекта в течение следующих пяти лет в рамках программы под названием «Изучение охлаждения климата». Этому предшествовало несколько других экспериментов в США и Австралии, направленных на изучение жизнеспособности тех или иных геоинженерных идей. «Важно проводить исследования небольшого масштаба», — говорит Майкл Джеррард, профессор экологического и энергетического права в юридической школе Колумбийского университета в США.
Итак, что же нас ждет в будущем и сможет ли масштабный геоинженерный проект стать реальностью?
Более яркие облака
Геоинженерия включает в себя различные методы. Пожалуй, самый известный и наименее спорный из них — это удаление углекислого газа. Идея заключается в том, чтобы удалять CO2 непосредственно из атмосферы, чтобы снизить его влияние на глобальное потепление. Разработка таких систем уже ведётся.
«Большинство климатологов сходятся во мнении, что масштабное удаление CO2 абсолютно необходимо», — говорит Джеррард. «Мы не сможем достичь наших температурных целей, если не удалим огромные объёмы CO2, которые сейчас находятся в атмосфере, и не уменьшим его выбросы».
Проекты, финансируемые ARIA и исследуемые другими организациями, носят скорее экспериментальный характер. Однако из-за напряжённости, связанной с геоинженерией, исследований проводилось крайне мало. Однако растет спрос на осторожные эксперименты малого масштаба для изучения этих методов.
Проведение подобных исследований прозрачно и открыто, а также публикация их результатов могли бы удержать страны или компании от попыток самостоятельно опробовать ту или иную технологию, не зная, к каким последствиям это может привести. «Необходим ответственный субъект, который будет действовать объективно и ради общественного блага в этой области», — говорит профессор Марк Саймс из Университета Глазго в Великобритании, который возглавляет программу ARIA по изучению охлаждения климата.
Один из методов называется «осветление морских облаков» (MCB). Поскольку температура на Земле повышается из-за изменения климата, это создает серьезную проблему для океанов, в частности для коралловых рифов. Более высокие температуры и чрезмерное воздействие солнечного света могут спровоцировать обесцвечивание кораллов, при котором кораллы изгоняют водоросли, необходимые им для питания, и становятся прозрачными, что создает риск возникновения болезней и голода. Существуют целые океанические экосистемы, выживание которых зависит от коралловых рифов, поэтому это может иметь разрушительные косвенные последствия.
Эффект обесцвечивания можно смягчить с помощью МКБ. Осветляя облака над коралловыми рифами в периоды жаркой погоды, можно добиться отражения большего количества солнечного света обратно в космос, защищая находящиеся под ними кораллы.
Доктор Дэниел Харрисон, океанограф из Университета Южного Креста в Австралии, в настоящее время изучает эту технологию. Его эксперимент, получивший финансирование от правительства Австралии и ARIA, направлен на изучение возможности использования вентиляторов для распыления морской воды над Большим Барьерным рифом. По мере удаления морской воды кристаллы соли поднимаются в облака и образуют мельчайшие капельки. Чем больше таких капель попадает в облака, тем лучше они отражают солнечный свет.
«По сути, мы пытаемся увеличить количество капель в облаках, используя морскую соль», — говорит Харрисон. Вентилятор, разработанный его командой, всасывает морскую воду и воздух, сжимает их и выбрасывает. «Один вентилятор производит 1000 триллионов капель в секунду», — говорит Харрисон. Никто раньше этого не пробовал. «Мы первые, — говорит Харрисон. — Кто-то же должен быть первым».
Харрисон и его команда создали технологию и работают с Управлением морского парка Большого Барьерного рифа, чтобы провести эксперимент на участке рифа. Моделирование показывает, что наряду с сокращением выбросов «этого достаточно, чтобы действительно улучшить траекторию рифа в будущем». По словам Харрисона, без такого сокращения «выгода будет видна в течение пары десятилетий, а затем ее сведет на нет изменение климата», даже при использовании МКБ.
Другая идея, которую исследовал Ван, могла бы заключаться в использовании МКБ над участками океана, например, Тихого океана, для обеспечения охлаждающего эффекта на близлежащих землях. В прошлом году она изучала, можно ли использовать эту технологию для снижения продолжительности экстремальной жары на западе США. Она обнаружила, что в нынешних условиях она может снизить риск воздействия жары до 55%, хотя эффект ослабевает или даже обращается вспять, если планета продолжает нагреваться. «Вы охлаждаете воздух, а ветры и океанские течения переносят его к суше, — говорит Ван. — Более холодный воздух в конечном итоге вытесняет другие воздушные массы, и тогда это сказывается не только на прибрежных районах, но и на внутренних территориях континентов».
Однако побочные эффекты такой методики, если таковые имеются, остаются неясными без проведения каких-либо экспериментальных исследований небольшого масштаба.
И все же перспектива даже рассмотрения попытки масштабного внедрения подобной технологии может быть достигнута лишь через десятилетия. Потребуется не только строгое управление и регулирование, но и решающее значение будет иметь общественное мнение. Попытки проведения экспериментов малого масштаба в прошлом вызывали споры. В мае 2024 года эксперимент с МКБ на авианосце, пришвартованном в Сан-Франциско, был остановлен до его начала из-за протестов местных жителей.
«Если не удастся добиться поддержки общественности, то это никогда не станет масштабным», — говорит Ван. «В этом и заключается проблема».
Более толстый лед
Еще один геоинженерный метод, который может быть полезен, — это утолщение морского льда. Таяние арктических морских льдов является одним из основных последствий изменения климата. По данным НАСА, арктические морские льды сокращаются со скоростью 12,2% за десятилетие. По оценкам, к 2040 году Арктика может полностью освободиться ото льда в летние месяцы.
Последствия могут быть драматичными, включая повышение уровня моря, ослабление струйных течений, способное нарушить погодные условия, и изменение циркуляции океанских вод. Существуют опасения, что может наступить переломный момент, когда изменения станут необратимыми, даже если мы сократим выбросы.
«Можно представить себе каскад переломных моментов, когда тают ледяные щиты, меняются океанические течения и вымирают леса», — говорит Саймс. «Крайне важно уделять больше внимания этим переломным моментам».
Одним из решений может стать утолщение морского льда. Доктор Шон Фицджеральд, климатолог из Кембриджского университета, возглавляет команду, которая откачивает морскую воду из-под ледяных щитов и распределяет её по поверхности, где она замерзает и обеспечивает дополнительный слой изоляции.
Его команда при поддержке местных общин уже начала небольшие эксперименты на севере Канады, откачивая около 1000 литров (примерно 250 галлонов) морской воды в минуту во время предыдущей арктической зимы и увеличив толщину морского льда на десятки сантиметров (1–2 фута) на небольшой территории.
Сейчас они изучают этот район в период арктического лета, чтобы выяснить, сохранится ли более толстый лед по сравнению с контрольной зоной, где откачка не производилась. «Возможно, он стал толще, но продержался ли он дольше?» — спрашивает Фицджеральд. «Это связанные, но разные вопросы».
Целью команды является возвращение зимой и повторное проведение эксперимента при финансовой поддержке ARIA, а в будущем, возможно, расширение его до площади шириной до километра (чуть более полумили). «Главная идея заключается в том, что если удастся увеличить общую площадь морского льда летом в Арктике, это улучшит общий радиационный баланс», — говорит Фицджеральд. «Мы наблюдаем постоянное сокращение площади морского льда, так что это вызывает серьёзную озабоченность».
Атмосферная инъекция
Пожалуй, самая спорная идея геоинженерии — это впрыскивание в атмосферу частиц для отражения большего количества солнечного света.
Эта технология, известная как стратосферная аэрозольная инъекция (САИ), столкнулась с серьезным сопротивлением, в том числе и потому, что ее побочные эффекты до конца не изучены. «Управление солнечным излучением — крайне спорный вопрос, — говорит Джеррард. — Важно понимать, как это работает, насколько эффективно и есть ли у этого негативные последствия».
По своей сути идея заключается в размещении частиц материала, например серы, кальция или даже алмазной пыли, в стратосфере — области атмосферы, которая простирается примерно на 6–50 км (4–30 миль) над поверхностью Земли. Эти частицы увеличат отражательную способность стратосферы, отражая больше солнечного света в космос и охлаждая планету.
Эта идея схожа с тем, как вулканические извержения охлаждали Землю в прошлом, выбрасывая в атмосферу огромное количество диоксида серы. Например, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году, по оценкам, привело к охлаждению планеты на полградуса в следующем году.
Ни один эксперимент SAI не проводился, хотя попытки были. В рамках одного проекта, финансируемого ARIA , будет проведён своего рода эксперимент SAI с использованием метеозондов для доставки оборудования в стратосферу, чтобы изучить, как различные материалы стареют в стратосфере. В ходе эксперимента выбросы в стратосферу производиться не будут. Вместо этого будет выставлен на обозрение поддон с образцами, а воздействие стратосферы на образцы будет изучаться на Земле. «Образцы находятся в стратосфере, где подвергаются воздействию ультрафиолета, света, озона и всех других суровых условий, которые там существуют», — говорит Саймс. «Это даст представление не только о том, как они могут вести себя в стратосфере, но и о том, какое воздействие они могут оказать, если их когда-либо использовать в больших масштабах».
При крупномасштабном применении САИ может обеспечить временный охлаждающий эффект как в отдельных регионах, так и по всему земному шару. Самолёты могут в течение месяцев выбрасывать в атмосферу аэрозоли, которые за пару лет перемешаются по всей стратосфере. Если не восполнять запасы аэрозолей, они в конечном итоге выпадут из атмосферы, но могут стать временной мерой, обеспечивающей охлаждающий эффект на земле. «Имеются существенные доказательства того, что некоторые из этих методов отражения солнечного света могут существенно замедлить изменение климата, уменьшив антропогенное воздействие на наиболее уязвимые слои населения», — говорит профессор Дэвид Кит, климатолог из Чикагского университета в США. Общественное восприятие подобных предложений остается камнем преткновения, однако некоторые опросы показали, что люди поддержали бы исследования в области САИ. «Действительно, общая картина такова, что ситуация в этой области меняется очень быстро», — говорит Кит, и такие организации, как ARIA, сейчас предпринимают робкие шаги к более детальному пониманию SAI.
Космические оттенки
Более невероятная геоинженерная идея могла бы быть реализована в космосе. Используя большие экраны или зеркала, можно было бы отражать часть солнечного света до того, как он достигнет Земли, обеспечивая охлаждающий эффект в некоторых частях планеты.
Никаких экспериментов по проверке этой идеи пока не проводится, хотя ARIA финансирует модельное исследование, проводимое фондом Planetary Sunshade Foundation в США, чтобы изучить возможность её реализации. Как этот метод может работать, и будет ли он работать вообще, «мы точно не знаем», говорит Саймс.
Идея заключается в том, что где-то между Землей и Солнцем будет развернут большой экран или ряд экранов, которые уменьшат количество солнечного света, достигающего планеты. Это количество может быть чрезвычайно малым, настолько малым, что на Земле не будет заметной разницы, но достаточным для понижения температуры в некоторых частях планеты. «Мы говорим об удалении крошечных процентов падающего солнечного света», — говорит Саймс. Пока эта идея остаётся крайне спорной. «Возможно, у нас появится более точная идея после завершения моделирования проекта», — говорит Саймс.
Даже если такая идея остается несбыточной мечтой, она подчеркивает растущее желание ученых увидеть реальные исследования в области геоинженерии, даже если в конечном итоге они ни к чему не приведут. «Эта область, безусловно, развивается», — говорит Ван, — «потому что существует острая необходимость что-то сделать с изменением климата».
Общая цель остаётся неизменной — сокращение выбросов. Но если некоторые последствия изменения климата невозможно предотвратить, возможно, стоит принять временные меры, которые потенциально могут спасти миллионы жизней? Как минимум, исследования таких мер жизненно важны.
Кроме того, в настоящее время геоинженерия практически не регулируется на глобальном уровне, а это означает, что понимание последствий различных методов особенно важно, если какая-либо страна или компания решит попробовать один из них. «Это совершенно нерегулируемая область», — говорит Джеррард. «Меня беспокоит то, что государство-изгой или даже миллиардер могли бы сделать это самостоятельно и не нуждались бы ни в чьем одобрении».
Мы cможем увидеть первые рецензируемые публикации по проектам ARIA уже в течение ближайшего года или двух, наряду с другими работами, проводимыми в других местах. «Мы стараемся быть максимально прозрачными, — говорит Саймс, — чтобы люди видели, что эти [проекты] не пугают. Они действительно небольшие, у них чётко определённые цели, и в них участвуют эксперты [учёные], посвятившие всю свою карьеру исследованию этих явлений».
Спасёт ли геоинженерия планету? Возможно, мы узнаем об этом в ближайшие годы.
Источник: Science Focus
Перевод с английского
Читайте также:
7 научно обоснованных шагов, которые помогут создать более счастливый и здоровый дом
Как изменение климата влияет на наши океаны
Как сохранить Средиземное море, самое загрязненное море в мире?
Coffee Time journal
Твой журнал на каждый день!
