სოლარული გეოინჟინერია: როგორ შევცვალოთ კლიმატი კოსმოსში სარკეების და ხელოვნური ვულკანური ამოფრქვევების დახმარებით

 

სოლარული გეოინჟინერია: როგორ შევცვალოთ კლიმატი კოსმოსში სარკეების და ხელოვნური ვულკანური ამოფრქვევების დახმარებით

https://hightech.fm/2019/04/23/solar-geoengineering

მყინვარების დნობის ან ცხოველების ზოგიერთი სახეობის შესაძლო გადაშენების შესახებ სიახლეები თითქმის ყოველ კვირას ჩნდება. მათ უკავშირებენ დედამიწაზე ტემპერატურის ცვლილებებს. მას შემდეგ, რაც პრობლემა გლობალურ დონეზე აღიარეს, 20 წელზე მეტი გავიდა. ამის შესახებ საუბრობენ მსოფლიო ლიდერები, მსხვილი ბიზნესი ცდილობს მეტი ყურადღება დაუთმოს ნარჩენებს და ემისიებს, მაგრამ პროგრესი უმნიშვნელოა (და, როგორც მინიმუმი, ერთმა პრეზიდენტმა საერთოდ დაიწყო ყველაფრის უარყოფა). ამიტომ, მეცნიერები იწყებენ უფრო რადიკალური გადაწყვეტილებების შეთავაზებას, მაგალითად, გეოინჟინერიას. „ჰაიტეკმა“ შეისწავლა ამ მიმართულების პერსპექტივები კლიმატის ცვლილებების წინააღმდეგ ბრძოლაში და კრიტიკოსების არგუმენტები, რომლებიც ამას საშიშად თვლიან.

სინამდვილეში, პროგრესი არის, მაგრამ, როგორც ჩანს, ეს არ არის საკმარისი: ახლა მეცნიერთა უმრავლესობა თანხმდება, რომ კლიმატის ცვლილება რეალურად და სწრაფად ხდება. გასული საუკუნის განმავლობაში, დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურა თითქმის 1°C- ით გაიზარდა და კლიმატის ცვლილების ექსპერტთა მთავრობათაშორის ჯგუფის პროგნოზის თანახმად, 2100 წლისთვის ის კიდევ 0,3-1,7°C- ით გაიზრდება (ემისიების მნიშვნელოვანი შემცირების შემთხვევაში) ან 2.6-4.8°C (ემისიების ზრდის შემთხვევაში). ყველაზე ცუდი ამბავი ის არის, რომ დედამიწას საფრთხე არ ემუქრება. პლანეტა გააგრძელებს არსებობას იმის მიუხედავად, თუ როგორ ვეპყრობით მას. საფრთხის წინაშეა მთელი ცხოვრება, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის ზუსტად ადაპტირებული სხვა კლიმატის მიმართ.

ამიტომ ზოგიერთი მეცნიერი საუბრობს უფრო გადამწყვეტი მოქმედების აუცილებლობაზე პლანეტარული კატასტროფის შესაჩერებლად. მათ შორის არის გეოინჟინერია. სულ უფრო მეტი მკვლევარი საუბრობს დედამიწაზე ტემპერატურის „რედაქტირების“ აუცილებლობაზე.

გეოინჟინერია ან „დედამიწის ინჟინერია“ მოდური ტერმინია, რომლითაც აღნიშნავენ პლანეტის მუშაობაში ფართომასშტაბიანი ჩარევებს კლიმატის ცვლილების შედეგების შენელების ან შეცვლის მიზნით. თეორიულად ტერმინი „გეოინჟინერია“ შეიძლება გამოყენებულ იქნას  პრობლემის გადაჭრის ნებისმიერი ფართომასშტაბიანი სქემის აღსაწერად. მაგალითად, თუ მილიონობით ადამიანი ხეს დარგავს, და ეს შეამცირებს ნახშირორჟანგის რაოდენობას, ამას შეიძლება ეწოდოს გეოინჟინერია. თუ ყველამ ერთდროულად გადავა გადამუშავებული ქაღალდის გამოყენებაზე, ამას შეიძლება ეწოდოს გეოინჟინერია, რადგან შევამცირებთ მოჭრილი ხეების რაოდენობას. აქ ასევე შედის ქარის ტურბინების მასობრივი მშენებლობა.

მაგრამ ყველაზე ხშირად მხედველობაში აქვთ უჩვეულო პროექტები, რომლებიც ცდილობენ დედამიწის კლიმატის ბალანსის აღდგენას პირდაპირი, ფართომასშტაბიანი ანთროპოგენული ზემოქმედების გზით ხმელეთზე, ოკეანეებზე ან პლანეტის ატმოსფეროზე. მეცნიერთა მუშაობის ერთ-ერთი მთავარი მიმართულებაა პლანეტის გაგრილების მცდელობა შემომავალი მზის ენერგიის შემცირების გზით. ინგლისურად მას Solar radiation management (SRM) უწოდებენ.

მზის რადიაციის შემცირება

თუ პრობლემა იმაშია, რომ პლანეტა იღებს ძალიან ბევრ მზის გამოსხივებას, შეიძლება ამის მოგვარება სინათლის ნაწილის დაბლოკვით, როგორც ამას აკეთებენ ფერმერები, როდესაც სათბურებს ფარდებით ან მათეთრებლით ფარავენ? მეცნიერებს მიაჩნიათ, რომ დიახ, და ცდილობენ თავიდან აიცილონ „ზედმეტი“ სხივები სხვადასხვა საშუალებებით.

ერთ-ერთი მათგანი დაფუძნებულია იმ ფაქტზე, რომ ვულკანების დიდი ამოფრქვევები იწვევს არა მხოლოდ ახალ ეფექტურ ფოტოსურათებს ფაილების ბანკში, არამედ ატმოსფეროს გამჭვირვალობის შემცირებას. ნგრევა ამცირებს შემომავალ მზის გამოსხეივებას, გამოყოფს გოგირდის დიოქსიდს. ატმოსფეროში მოხვედრის შემდეგ იგი რეაგირებს წყლის ორთქლთან და ქმნის გოგირდის მჟავას წვეთებს, საიდანაც ღრუბლები მზის სხივებს აფრქვევენ.

შეუძლიათ თუ არა ადამიანებს  კლიმატის ცვლილებასთან ბრძოლა, როდესაც ხელოვნურად ცდილობენ მსგავსი რამის გაკეთებას? ამისათვის არ არის საჭირო ვულკანის პროქტირება - საკმარისია გოგირდის დიოქსიდის  ატმოსფეროში გაშვება. ერთ-ერთმა პირველმა ამის გაკეთება შესთავაზა საბჭოთა კლიმატოლოგმა მიხეილ ბუდიკომ. დედამიწის ამერიკელმა მკვლევარმა და ოკეანოგრაფმა უოლეს ბროკერმა თავის თავზე აიღო ამ იდეის განხორციელება 1980-იან წლებში, როდესაც შესთავაზა 700 რეაქტიული თვითმფრინავების ფლოტის დაქირავება ატმოსფეროში დაახლოებით იმდენივე რაოდენობის გოგირდის დიოქსიდის გაშვება, როგორც მთის პინატუბოს აფეთქებისას.

ეს შეიძლება ათობით მილიარდი დოლარი დაჯდეს. კენ კალდეირმა სტენფორდის უნივერსიტეტის კარნეგის ინსტიტუტის გლობალური ეკოლოგიური განყოფილებიდან დაიანგარიშა ციფრები და შესვთავაზა ატმოსფეროში საკმარისი გოგირდის დამატება „ერთი სახანძრო შნალგის დახმარებით, რომელიც ჰაერბურთებზე იქნება ჩამოკიდებული“, შედარებით მცირე ხარჯებით წელიწადში 100 მილიონი დოლარის ოდენობით. მაგრამ ის აღნიშნავს, რომ სხვა პრობლემების წარმოქმნის რისკი, როგორიცაა ჰაერის მასიური დაბინძურება ან ოზონის შრის დარრვევა, მაღალია.

ამავე დროს, არსებობს კვლევები, რომლებიც მეტყველებენ იმაზე, რომ მეთოდი შეიძლება უსაფრთხო აღმოჩნდეს. ასეც რომ იყოს, მისიის განლაგება ჯერ ნაადრევია, აღნიშნავენ მეცნიერები, მეთოდიკა  უფრო დეტალურ შესწავლას საჭიროებს. „ახლა არ შეგვიძლია იმის თქმა, ღირს თუ არა, თუ გლობალური დათბობა გაგრძელდება,  ნივთიერების სტრატოსფეროში გაშვების გადაწყვეტილების მიღება“, - აღნიშნავს გეოფიზიკის პროფესორი ალან რობოკი, მკვლევარი რატგერსის უნივერსიტეტიდან ნიუ ჯერსიში. „ჩვენ ამ კითხვაზე პასუხი უნდა გავცეთ, მაგრამ ძალიან ცოტა მონაცემები გვაქვს“. ამავდროულად, ამ მეთოდის პრაქტიკული შესწავლა უკვე მიმდინარეობს - მეცნიერები ჰარვარდიდან 2019 წლის პირველ ნახევარში გაუშვებენ მართვად ჰაერბუშტს აშშ-ს სამხრეთ-დასავლეთით 20 კილომეტრზე. ისინი გააფრქვევენ კალციუმის კარბონატის მცირე რაოდენობას, 100-100 გრამს, და დააკვირდებიან, როგორ გაიფანტებიან ისინი და ურთიერთქმედებაში შევლენ ატმოსფეროსთან.

კალციუმის კარბონატი განსხვავდება გოგირდის დიოქსიდისგან, რომელსაც გამოყოფს ვულკანი მთა პინატუბო. როგორც გუნდის ერთ-ერთმა წევრმა იოზეფ ტოლეფსონმა აღნიშნა, ამოფრქვევა ასევე დააჩქარებდა ოზონის შრის გამოფიტვას. მკვლევარები კი იმედოვნებენ, რომ კალციუმის კარბონატი ნაკლებ ზემოქმედებას მოახდენს ოზონზე. მაგრამ ვინაიდან იგი ბუნებრივად არ არსებობს სტრატოსფეროში, კალციუმის კარბონატის ეფექტის დადგენა უფრო რთულია ექსპერიმენტების ჩატარების გარეშე.

სარკეები კოსმოსში

დავუშვათ, რომ ნივთიერებები შეიძლება საშიში იყოს პლანეტის ატმოსფეროსთვის, მაგრამ მეცნიერებს შეუძლიათ მათ გარეშეც იოლად გასვლა - რატომ არ ააშენონ სარკე, რომელიც აირეკლავს მზის სხივებს? ამასთანმ წინასწარი გათვლებიც კი ფანტასტიკურია - დედამიწაზე ტემპერატურის შესაცვლელად საჭირო გახდება  გრენლანდიის ზომის სარკე (არსებობს ვარიანტები, რომლის დროსაც რამდენიმე პატარა სარკე იქნება გამოყენებული). თითქოს სიგიჟეა, მაგრამ 2001 წელს ეს ვარიანტი შესთავაზეს აშშ-ს მთავრობას, და ისინი განაგრძობენ მის განხილვას, როგორც დედამიწაზე ნორმალური ტემპერატურის შენარჩუნების ერთ-ერთ საშუალებას.

როჯერ ანგელმა არიზონას უნივერსიტეტიდან შესთავაზა 60 სმ სისქის დაახლოებით ტრილიონი ულტრა-წვრილი სარკეების გამოყენება ხელოვნური კოსმოსური ღრუბლის შესაქმნელად, რომლის სიგანე ორჯერ აღემატება დედამიწისას. ხარჯების უხეში კალკულაცია გულისხმობს, რომ გეგმა ძალიან ძვირადღირებული იქნება - ასობით მილიარდიდან ასობით ტრილიონ დოლარამდე. მეორეს მხრივ, თუ კაცობრიობა მართლაც საფრთხის ქვეშ აღმოჩნდება, ალბათ, არავინ დაიწყებს  ნულების რაოდენობის დათვლას ამ ციფრებში.

ღრუბლების თესვა

ღრუბლები ბუნებრივად ირეკლავენ მზის სინათლეს უკან კოსმოსში, რატომ უბრალოდ არ შეეცადონ დედამიწის ღრუბლების საფარის გაზრდას? 1940-იანი წლებიდან, თვითმფრინავის გამოგონებიდან რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ, იყო ე.წ. „ღრუბლების“ ექსპერიმენტების შექმნის მრავალი მცდელობა.

მაგალითად, შეიძლება მათი მოდიფიკაცია - ზღვის წყლის ატმოსფეროში გაფრქვევა და ღრუბლების ამრეკლავი შესაძლებლობის გაზრდა. ან გაფრქვევის გზით შექმნილი დამატებითი საკონდენსაციო ბირთვები შეცვლის წვეთების ზომის განაწილებას ღრუბლებში, გაათეთრებენ მათ. ამავე დროს, ეს მეთოდი, მეცნიერთა გამოთვლებით, შეძლებს დედამიწაზე ნორმალური ტემპერატურის შენარჩუნებას, მაშინაც კი, თუ CO2–ის რაოდენობა გაორმაგდება.

        ცივი სახურავი და სინათლის ამრეკლი ფირფიტები

ზოგიერთი ქვეყნის, მაგალითად, აშშ-ს კანონმდებლობა, ხელს უწყობს გადახურვის მასალების თეთრ ან მკრთალ ფრად შეღებვას მზის გამოსხივების არეკლვის მიზნით, მაგრამ 2009 წლის სამეფო საზოგადოების ანგარიშში ნათქვამია, რომ ეს მეთოდი დედამიწის მხოლოდ 1%-ს მოიცავს და არაეფექტური იქნება. ნაწილს „არარეალური“ დაემატა კიდევ რამდენიმე პროექტი: დიდ ტერიტორიებზე, ადგილებში - მაგალითად, საჰარის უდაბნოში, ფურცლების განთავსება, რომლებიც ირეკლავენ სხივებს, მაგრამ მათი ეფექტი ძალიან ლოკალიზებული იქნება და არ დაეხმარება მყინვარების დნობის შეჩერებაში. ან მეტი ხეების ან კულტურების დარგვა, რომელიც უფრო მეტად ასახავს მზის სინათლეს.

კრიტიკა

როგორც სამეფო საზოგადოებამ დაასკვნა თავის 2009 წლის მოხსენებაში: „გეოინჟინერიის მეთოდები არ შეცვლის კლიმატის ცვლილების შედეგების შემსუბუქებას და უნდა განიხილებოდეს მხოლოდ როგორც პრობლემის გადაწყვეტის უფრო ფართო პაკეტი“, მარტივად რომ ვთქვათ, ექსპერტები მიიჩნევენ, რომ გეოინჟინერია ამაში, სავარაუდოდ, ვერ დაგვეხმარება.

არიან ისეთებიც, რომლებიც უფრო რადიკალურები არიან - გერმანიული კვლევითი ცენტრის Climate Analytics  ექსპერტები ითხოვენ მზის გეოინჟინერიის გლობალურ აკრძალვას. მეცნიერთა აზრით, დედამიწის კლიმატი შეიძლება სერიოზულად დაზარალდეს ატმოსფეროს გაგრილებით, ხოლო ყურადღებას, რომელიც ამ მეთოდს ეთმობა, გადააქვს კაცობრიობის ყურადღება.

როგორც Climate Analytics–ის ექსპერტები ამტკიცებენ, SRM–ს შეუძლია შენიღბოს უფრო მნიშვნელოვანი პრობლემები, რომელთა მოგვარებაც აუცილებელია - ნახშირბადის ემისიების შემცირება, საწვავის წიაღისეული სახეობიდან განახლებად ენერგიაზე გადასვლა. მკვლევარები შეშფოთებულები არიან, რომ მაშინაც კი, თუ ზემოთ აღწერილი მეთოდები იმუშავებენ, ჩვენ ეფექტურად შევცვლით ერთ პრობლემას მეორეთი. მათი თქმით, ბევრს ამშვიდებს მოსაზრება, რომ გეოინჟინერია ოდნავ „გამოასწორებს“ დედამიწის კლიმატს და გადაარჩენს მსოფლიოს კატასტროფისგან შედარებით სწრაფად, იაფად და უმტკივნეულოდ და მტკიცედ უარყოფენ ამ თეზისს.

პროცესის თითქმის ყველა მონაწილე დარწმუნებულია, რომ იმის გასაგებად, თუ რამდენად რეალისტურია ეს გეგმები, საჭიროა შემდგომი კვლევების ჩატარება. 2015 წლის ეროვნული სამეცნიერო საბჭოს მოხსენებაში, რომელიც მიეძღვნა მზის სინათლის დაბლოკვის სხვადასხვა ტექნოლოგიებს, გაკეთდა დასკვნა, რომ მათ „არ დასჭირდებათ მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური ინოვაციები“, მაგრამ ვერ „შეძლებენ დედამიწისთვის მიყენებული ზარალის აღმოფხვრას“. ნებისმიერ შემთხვევაში, საჭიროა ემისიების შემცირება, მწვანე ენერგეტიკაზე გადასვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში მათი დაპირებები გამოიყურება, როგორც „არარაციონალური და უპასუხისმგებლო“, - აჯამებენ ისინი.