Геоинженерия звучит как быстрое решение проблемы климата, но без дополнительных исследований и ограждений это дорогостоящая игра с потенциально вредными результатами.

Когда высокие температуры, экстремальная погода и катастрофические лесные пожары попадают в заголовки газет, люди начинают просить быстрых решений проблемы изменения климата.СШАправительство только что объявило первые награды из Фонд в размере 3,5 миллиардов долларов США для проектов, которые обещают убрать углекислый газ из воздуха.Политики также изучают больше инвазивные виды геоинженерии − преднамеренное, крупномасштабное манипулирование природными системами Земли.

Основная проблема известна уже несколько десятилетий:Транспортные средства и электростанции, работающие на ископаемом топливе, вырубка лесов и неустойчивая сельскохозяйственная практика приводят к тому, что больше углекислого газа в атмосферу, чем системы Земли могут удалить естественным путем, и это нагревает планету.

Геоинженерия теоретически направлена ​​на восстановление этот баланс, либо путем удаления избытка углекислого газа из атмосферы, либо путем отражения солнечной энергии от Земли.

Но изменение сложной и взаимосвязанной климатической системы Земли может иметь непредвиденные последствия.Изменения, которые помогают одному региону, могут нанести вред другому, и последствия могут быть неясны, пока не станет слишком поздно.

Как геолог и климатолог, Я считаю, что эти последствия еще недостаточно поняты.Помимо потенциальных физических последствий, в странах нет правовых или социальных структур, которые могли бы управлять как его использованием, так и последствиями, когда что-то идет не так.Аналогичные опасения были отмечены Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Объединенные Нации Экологическая программа, Национальная академия наук и Национальное управление океанических и атмосферных исследований, среди прочего.

А Белый дом Управление научно-технической политики также обсудило эти проблемы в своем докладе от июля 2023 года. план исследования для изучения потенциальных климатических вмешательств.

Риски управления солнечной радиацией

Когда люди слышат слово «геоинженерия», они, вероятно, представляют себе управление солнечной радиацией.Эти технологии, многие из которых пока еще теоретические, направлены на отражение солнечной энергии от поверхности Земли.

Идея закачка стратосферного аэрозоля, Например, цель состоит в том, чтобы засеять верхние слои атмосферы миллиардами крошечных частиц, которые отражают солнечный свет прямо в космос. Разрежение перистых облаков Целью проекта является уменьшение воздействия высотных тонких облаков, которые удерживают энергию в атмосфере, делая их кристаллы льда крупнее, тяжелее и с большей вероятностью выпадения в осадок.Другой, сияние облаков, направлен на увеличение распространенности более ярких облаков нижнего уровня, отражающих солнечный свет, возможно, путем распыления морской воды в воздух для увеличения концентрации водяного пара.

Некоторые ученые предложили пойти дальше и установить массивы космические зеркала Это могло бы снизить глобальную температуру за счет отражения солнечной энергии до того, как она достигнет атмосферы.

Хотя теоретически можно охладить планету, управление солнечной радиацией могло бы иметь радикальное значение побочные эффекты путем изменения моделей глобальной циркуляции атмосферы, что может привести к более экстремальным погодным явлениям.Это также не делает ничего для снижения вреда от избыточных парниковых газов, в том числе закисление океана.Исследование 2022 года, опубликованное в научном журнале журнал Природа предсказал, что выбросы стратосферных аэрозолей могут изменить глобальный характер осадков и снизить продуктивность сельского хозяйства.

Осветление облаков, хотя и эффективно теоретически, также требует больше исследований чтобы убедиться, что усилия по расширению отражающих облаков нижнего уровня, которые могут помочь охладить поверхность Земли, также не увеличивают распространенность высотных облаков, которые согревают планету.

Космические зеркала, расположенные между Солнцем и Землей теоретически может заблокировать 2% поступающей солнечной радиации и стабилизировать глобальную температуру.Но до реализации этой технологии осталось как минимум 20 лет, и она будет стоить триллионы долларов.Что еще более важно, общее глобальное воздействие Затенение поверхности Земли в значительной степени неизвестно.Это снизит региональную температуру океана и воздуха таким образом, что это может влиять на изменения в реактивном течении, осадках, снежном покрове, штормах и, возможно, даже муссонах.Чтобы прояснить эти неопределенности, необходимы гораздо больше исследований.

Удаление углекислого газа из воздуха

Технологии удаления углекислого газа обычно несут меньшие риски, чем манипулирование солнечной энергией.

Улавливание и хранение углерода удаляет углекислый газ из электростанций и заводов и хранит его под землей в глубоких геологических резервуарах.Это доказало свой потенциал, но вызывает опасения, что утечки могут загрязнить водоносные горизонты, нанести вред здоровью населения и в конечном итоге не предотвратить попадание углерода в атмосферу.

Технология тоже дорого и зависит от близости подходящих резервуаров для хранения.

Прямой захват воздуха, предназначенный для извлечения углерода из воздуха, все еще на ранних стадиях но дает то преимущество, что может снизить существующие уровни углекислого газа в атмосфере.Это тоже затратно, т. свыше 600 долларов США за метрическую тонну углекислого газа улавливается сегодня, но новаторы получают финансирование из СШАправительство.

Существуют также естественные способы удаления углерода. Посадка деревьев, например, может удалять углерод прямо из атмосферы, но это недостаточно.Если бы все земли, доступные для лесовосстановления, были заново засажены, это все равно было бы не будет достаточно обратить вспять нынешние тенденции глобального потепления.

Удобрение океана это еще один геоинженерный хак, призванный повысить секвестрацию углерода, но исследование находится на ранней стадии.Этот метод обеспечивает питательные вещества, такие как железо, для увеличения роста фитопланктона, который использует растворенный углерод из атмосферы для роста своих оболочек и тканей.Но оно также может иметь непредвиденные эффекты для пищевой цепи, которая может нанести вред жизни в океане.

Юридическая пустота

Помимо безопасности, еще один важный вопрос касается подотчетности.

Существует большая вероятность того, что геоинженерия, призванная помочь одному региону, нанесет вред другим.Это потому, что океан и погодные системы глобально взаимосвязаны.

Так, кто будет решать какие проекты могут быть реализованы?На данный момент это юридический вакуум.

Нет нормативная база это может определить, кто будет нести ответственность, если что-то пойдет не так.Многонациональные альянсы, отдельные государства, корпорации и даже богатые люди может действовать самостоятельно, ни с кем не советуясь.В случае ущерба, выходящего за пределы национальных границ, в настоящее время не существует четкого пути обращения за помощью.

Достижение правильного баланса

Все это не означает, что мир должен отказаться от геоинженерии.

Методы удаления углекислого газа, такие как посадка деревьев и увеличение связывание углерода почвой – сохранение большего количества органического углерода в плодородных почвах – может принести дополнительные выгоды экосистемные услуги за счет увеличения видового разнообразия и повышения продуктивности сельского хозяйства.Все это положительные результаты, и они должны стать частью глобальных мер реагирования на изменение климата.

Некоторые формы закачки стратосферных аэрозолей можно было бы избежать. разрушение озона и имеют короткую продолжительность жизни в атмосфере.Однако более тщательные исследования, прозрачное глобальное управление и надежные правовые и этические рамки управление рисками и обеспечение справедливости необходимы в первую очередь.

Я считаю, что все технологии должны дополняться глубокими и постоянными усилиями по сократить выбросы и трансформировать энергетической системы, чтобы избежать глобальных последствий повышения уровня моря, резкого повышения температуры, засух, штормов, наводнений, пожаров, голода, исчезновения видов и увеличения человеческих конфликтов.

Как Райли Дюрен, системный инженер из НАСА, сказал в интервью космическому агентству:«Геоинженерия – это не лекарство.В лучшем случае это пластырь или жгут;в худшем случае это может быть рана, нанесенная самому себе».