Геоинженерия — шанс для климата Земли или опасные фантазии?

Расшевелить планету

Число экстремальных климатических явлений увеличивается с каждым годом. Например, прошедший 2021 стал для США годом самых разрушительных стихийных бедствий. По официальным данным, до 40% американцев так или иначе испытали на себе действие ураганов, засух и наводнений. Ущерб от разрушений, нанесенных стихиями, предварительно оценивается в $145 миллиардов, или 0,7% ВВП.

Прогноз не утешительный: большинство специалистов полагают, что ущерб от глобальных климатических изменений будет только расти. При этом в регионах, расположенных южней, таких как Чили, все более частые засухи приводят к нарушению водоснабжения, к падению выработки ГЭС и увеличению закупок дизтоплива для ТЭС. То есть, в конечном счете, к увеличению выбросов углерода в атмосферу.

Цена природных катастроф:

С таким подходом проблему климатических изменений не решить. Быть может, стоит попробовать другое — непосредственно влиять на экосистемы для снижения эмиссии углерода? Подход, в котором человек воздействует на изменение климатических условий в локальном регионе или планетарном масштабе, получил название геоинженерии. И с 2013 года Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) рассматривает ее как один из возможных методов ликвидации отрицательных последствий человеческой деятельности.

Проблема, как обычно, заключается в том, что все методы геоинженерии имеют большое количество физических и экономических ограничений. Более того, большинство современных специалистов согласны с тем, что нынешние проекты улучшения климата Земли в лучшем случае неоднозначные, а в худшем — могут привести к еще большим разрушениям. Есть и другая проблема: геоинженерия может выступить оправданием для отказа серьезно реформировать отрасли экономики с наибольшими показателями выбросов углерода. Так стоит ли использовать геоинженерию в борьбе с климатическим кризисом? Давайте разберемся.

Прогресс утопии

В 1927 году немецкий инженер и архитектор Георг Зёргель предложил осушить Средиземное море и создать «Атлантропу» — единое евро-африканское пространство. Зёргель и ему подобные преследовали вполне прозаические цели экономические цели — получить новые сельскохозяйственные площади и мега-ГЭС как источник дешевой энергии. Для этого предлагалось соорудить три плотины: в районе Гибралтара и Дарданелл, а также между Тунисом и Сицилией.

На этом мысль Зёргеля не остановилась и в 1930-х годах он уже предлагал сбрасывать воды Средиземного моря в озеро Чад, соединив его с искусственным Конголезским морем, куда также перекачивалась бы вода из Атлантического океана. Климат в Сахаре и экваториальной Африке стал бы влажным и пригодным для ведения сельского хозяйства. Судьба местного населения в проекте никак не обсуждалась — для немецкого инженера из третьего Рейха это были представители низших рас, которыми можно пожертвовать ради лучшего будущего Европы.

После Второй мировой войны такой подход стал неприемлемым, но экономические интересы по-прежнему доминировали в геоинженерии. Например, в СССР в 1950-1960-е годы ученые (Разин, Черенков, Городский и другие) исходили из той посылки, что человек прямо противостоит весьма негостеприимному климату Земли. И если человечество хочет сделать планету более пригодной для жизни, то есть в первую очередь более продуктивной экономически — надо менять её климат. Советские ученые дошли до футуристических проектов распыления в околоземном пространстве белых частиц, которые бы на 12% увеличили солнечную радиацию и подняли бы температуру планеты. А для улучшения климата в Сибири планировалось создать искусственное Сибирское море, в которое отводились бы воды Каспийского и Аральского морей.

«Зеленый» поворот

Экономический подход начал меняться в 1970-1980-х годах. Во многом благодаря работам советского ученого Михаила Будыко, показавшего, как климат планеты менялся под воздействием вулканической активности, которая, с одной стороны, насыщала атмосферу СО2, а с другой – приводила к повышению в атмосфере концентрации аэрозольных частиц. Повышение концентрации углерода увеличивало температуру планеты, создавая «парниковый эффект». А резкое увеличение концентрации аэрозольных частиц вело, наоборот, к понижению температуры.

Михаил Будыко первым обосновал антропогенное влияние на климат. Фото: who.int

Но даже после этих открытий, по меткому высказыванию одного из авторов доклада 1983 года «Изменение климата. Отчет Комитета по оценке углекислого газа», проблемы мирового климата отходили на задний план, если дело касалось экономического развития и демографических проблем.

Переворот случился в 1988-1989 годах в результате того, что США столкнулись с необычайно большим числом ураганов, наводнений и природных пожаров. Это заставило американских конгрессменов и депутатов европейских парламентов вспомнить о научном сообществе.

Обсуждение климатических изменений на американском телевидении в 1988 году:

Появились первые доклады, где политикам прямо советовали ввести аналоги углеродных налогов, развивать «зеленую» энергетику, переходить к электромобилям (или их аналогам), уменьшать зависимость от минерального сырья, развивать переработку вторсырья, менять привычки и стиль жизни населения. Ничто не ново под Луной — все нынешние «революционные» решения были предложены еще 30 лет назад. Но, как это обычно и бывает, интересы крупнейших экономических акторов — сырьевых корпораций, крупных земельных собственников, финансирующих их банков — опять перевесили предостережения ученых. Предложенные меры до сих пор внедряются лишь постепенно, непоследовательно и в очень умеренном масштабе.

Зато предложения по универсальному — раз и навсегда — решению климатических проблем множились год от года и привлекали гораздо большее внимание тех, у кого есть ресурсы для их воплощения.

Океан нам поможет

Следует пояснить, что уже первые геоинженерные предложения по «корректировке» климата крутились вокруг снижения концентрации углерода в атмосфере. Причем одни из самых проработанных решений касались мирового океана.

В 2008 году британский географ Пол Бриз предложил захоранивать углерод в океане и на земле, чтобы снизить воздействие на климат выбросов с угольных электростанций. В том же году в другой статье предлагалось стабилизировать глобальную температуру за счет усиления альбедо морских облаков через распыление на низких высотах над облаками частиц морской воды. Это увеличило бы их отражательную способность и продлило их срок существования.

Распылитель для низких морских облаков. Фото: Salter, S., Sortino, G. & Latham, J. (2008): Sea-going hardware for the cloud albedo method of reversing global warming, figure 8

Наконец, в другом исследовании для этих же целей предлагалось использовать специальные суда, которые бы распыляли микронные частицы морской воды в пограничный слой морских облаков.

Целый ряд статей касались прямого вмешательства в круговорот минеральных веществ в океане. Например, через «обогащение» низкопродуктивных районов океана ионами железа. Это должно было привести к цветению фитопланктона, который бы поглотил большое количество атмосферного СО2. Впрочем, насыщать железом можно было и весь океан.

Проблемой проектов, подобных этим, является сложность математических моделей взаимодействий океана и атмосферы. Есть обоснованные опасения, что устроив нечто подобное в океане, можно разрушить часть глобальных экологических цепочек, непроизвольно вызвав цветение водорослей, или же изменив биоценоз в ряде регионов. Другой проблемой является то, антропогенное загрязнение отрицательно влияет на активность планктона. И если его не снижать, все вышеперечисленные проекты просто не дадут своего результата.

Солнечный удар

Но что такое океан, когда человечество обладает космическими технологиями в прямом смысле слова. Солнечная геоинженерия немедленно взяла нужный тон — проекты в этой области выглядят один другого фантастичней.

Например, согласно одному из них предлагается запустить триллионы небольших космических аппаратов в точку Лагранжа L1 системы Солнце-Земля. Они образовали бы длинное цилиндрическое облако примерно вдвое меньше диаметра Земли и в 10 раз длиннее. Согласно расчетам, это позволило бы отражать до 2% солнечного света, падающего на Землю.

Альтернативный этому проект предлагает вывести в ту же точку огромное космическое зеркало. Первые же расчеты показали, что оно настолько тяжелое, что его надо строить на Луне и уже оттуда запускать в необходимую точку космического пространства.

«Зонтик» от Солнца в точке Лагранжа (L1). Фото: eurekalert.org

Еще одно предложение — соорудить солнечную электростанцию в космосе. Либо как единое целое, либо как громадную спутниковую группировку, расположенную на высотах от 200 до 10 тыс километров. Таким образом, по мысли ученых, решалось бы сразу же две проблемы: обеспечение планеты дешевой энергией и отражение солнечного света, что стабилизировало бы нагрев Земли.

Как и в предыдущих случаях, современные технологии не позволяют сделать этого. Проблема также связана с финансированием таких циклопических сооружений. Современный мир переживает один экономический кризис за другим, а эти проекты потребуют триллионы долларов, которых ни у кого нет.

На фоне этих проектов, предложение миллиардера Билла Гейтса распылить в атмосфере карбонат кальция в виде аэрозоля, чтобы увеличить отражательную способность земной атмосферы, выглядит шагом назад, к устаревшим теориям 1960-1970-х годов. Но если вышеперечисленные проекты требуют огромных вложений и буквально всепланетной кооперации, то проведение подобного эксперимента вполне возможно.

Другое дело, что как и в случае с другими геоинженерными проектами, предсказать его реальные последствия фактически невозможно. Например, как повлияет уменьшение солнечной радиации на фотосинтетическую активность растений? Не получится ли так, что это приведет к частичной гибели лесов, что только ухудшит климатическую ситуацию? Как повлияет распыление аэрозолей на озоновый слой, не окажется ли, что он начнет разрушаться, что опять же ухудшит климатическую ситуацию. Вопросов вновь гораздо больше, чем ответов.

Лес вместо пустыни, степь вместо тундры

Кроме уже перечисленных нами существует еще несколько методов геоинженерии, значительная часть которых связана с преобразованием природных зон. Например, звучат предложения засадить тропическими деревьями Сахару и пустыни в Австралии. Правда, есть одно «но» — непонятно, откуда взять столько воды для нормального развития растений? Грунтовые воды самих пустынь отпадают — их ресурс невосполним. Применять опреснители воды из Атлантики? Хороший вариант, но это потребует огромных энергоресурсов, которые взять просто неоткуда. Впрочем, выход есть — построить большое число АЭС. Правда, тут уже возникает другая проблема: переработка и захоронение больших объемов отработанного ядерного топлива.

В чем-то похожим проектом является создание плейстоценового парка в Якутии. Помимо чисто экономической причины — повышение продуктивности арктического хозяйства, есть и более глобальная — борьба с глобальным потеплением. Дело в том, что воссоздание тунростепей, экосистем с изобилием крупных травоядных животных, улучшит сохранение и плотность снежного покрова. Вечная мерзлота будет таять медленнее, меньше метана будет выделять в атмосферу, приводя к ее дополнительному разогреву.

Наконец, самый фантастический и глобальный вариант — корректировка орбиты Земли с помощью отбора импульса от пролетающих мимо планеты астероидов. Чуть удаляемся от Солнца — и вот уже поток солнечной радиации уменьшается, атмосфера охлаждается. Правда, придется принять во внимание изменение орбит всех планет Солнечной системы.

К тому же, такое постепенное движение потребует чуть ли не миллионов лет усилий. Далеко не факт, что человечество проживет столько на одной планете. Проще уж допустить, что оно сумеет основать колонии на других планетах, не обязательно даже в Солнечной системе.

Стоит ли игра свеч?

Проблема у всех этих проектов и тысяч других в том, что их авторы забывают в каком времени мы живем. Сотни миллионов людей по всему миру уже сейчас страдают от климатических изменений. Более того, с каждым десятилетием их число будет увеличиваться, если не предпринимать усилия по адаптации и снижению вреда от уже запущенных климатических процессов.

От более развитых стран это требует изменений их промышленной и экономической политики, а также финансовой поддержки и помощи по внедрению новых технологий в более бедных странах. Кроме того, чтобы энергетический переход состоялся, чтобы эксплуатация недр планеты и её биологических запасов не превратила её в пустыню, потребуется нечто большее, чем просто строительство ветряков и «зеленые бонды». Например, массовая переработка отходов, сохранение биологического разнообразия и серьёзные усилия по рефорестрации целых регионов.

Триллионы долларов можно потратить с умом, хотя бы на помощь в отказе от угля и обеспечении продовольственной безопасности, а не на очередную техноутопию. Которая обернется тем, что Джеф Безос летит в космос, а в это время рабочие Amazon погибают от рекордного торнадо из-за того, что им запрещено покидать склад. Сюжет более достойный сатиры вроде «Не смотрите вверх», чем нашей реальности. Впрочем, климатологи и другие ученые считают, что фильм этот — сугубо документальный.