211service.com
Pirmasis tokio pobūdžio geoinžinerijos eksperimentas netrukus žengs pirmąjį žingsnį
Harvardo mokslininkai šią vasarą planuoja paleisti balioną, kad išbandytų įrangą, reikalingą pirmiesiems geoinžinerijos eksperimentams stratosferoje.
Cody Schroeder / Unsplash
2021 m. vasario 19 dHarvardo universiteto pirmame aukšte esančioje laboratorijoje ilgame stikliniame vamzdyje yra miniatiūrinė stratosferos kopija.
Kai 2019 m. rudenį lankiausi pas Franką Keutschą, jis nuvedė mane į laboratoriją, kur vamzdis, apvyniotas pilka izoliacija, ėjo suolo ilgio galiniame kampe. Pripildydami jį tinkamu dujų deriniu, esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui, Keutschas ir jo kolegos imitavo sąlygas maždaug 20 kilometrų virš Žemės paviršiaus.
Bandydama, kaip įvairios cheminės medžiagos reaguoja šiame retėjančiame ore, komanda tikėjosi atlikti grubų prieštaringos schemos, žinomos kaip saulės geoinžinerija, bandymą, kuria siekiama kovoti su klimato kaita purškiant mažas daleles į stratosferą, kad atspindėtų daugiau saulės šilumos. erdvė.
Bet ar tikrai tai, kas yra tame vamzdyje, yra tokia, kokia yra stratosfera? – klausia Keutschas, inžinerijos, chemijos ir atmosferos mokslų profesorius, rodydamas link jo. Štai toks klausimas. Mes stengiamės galvoti apie viską, bet aš tvirtinu, kad niekada tiksliai nežinote.
Štai kodėl jis ir kolegos tyrinėtojai, įskaitant Harvardo klimato mokslininką Davidą Keithą, nori perkelti savo eksperimentus iš žaislų stratosferos į tikrąją. Jie tikisi diriguoti mokslinių skrydžių oro balionu serija , kurio pirmasis galėtų paleisti iš Esrange kosminio centro Kirunoje (Švedija) jau šią vasarą.
„Aš labai tikiuosi, kad niekada nepateksime į situaciją, kai tai iš tikrųjų turės būti padaryta, nes vis dar manau, kad tai labai baisu ir kažkas nutiks ne taip.
Frank Keutsch, pagrindinis SCoPEx tyrėjas
Pradinio skrydžio metu tiesiog bus vertinama, ar orlaivio įranga ir programinė įranga tinkamai veikia stratosferoje, kur temperatūra gali nukristi žemiau -50 ˚C, o slėgis svyruoja nuo dešimtosios iki tūkstantosios jūros lygio lygio. Tačiau vėlesniais paleidimais mokslininkai tikisi išleisti nedidelius kiekius dalelių, kurios galėtų išsklaidyti saulės šviesą.
Pasaulyje, kuriame anglies dioksido išmetimas per lėtai mažinamas, kad būtų išvengta katastrofiškų klimato pokyčių, saulės geoinžinerija gali atpirkti šiek tiek laiko. Tačiau tai darant dideliu mastu gali tekti susimaišyti su planetos orų modeliais. Poveikis nenuspėjamas; kai kuriose vietose jie gali būti net pražūtingi.
Todėl artimiausiomis savaitėmis nepriklausomas patariamasis komitetas tai yra teisinių, etinių ir aplinkosaugos problemų, susijusių su projektu, peržiūra turėtų nuspręsti, ar tyrimų grupė turėtų tęsti pirmąjį skrydį. Komitetas taip pat turės priimti sprendimą prieš bet kokius skrydžius, iš kurių iš tikrųjų bus išleista medžiaga, ir nuspręsti, kokių veiksmų tyrimo grupė turėtų arba turi imtis, kad bendradarbiautų su visuomene ir reguliavimo institucijomis.
Jei tie paleidimai bus patvirtinti (ir tai vis dar yra didelis dalykas), jie bus pirmieji geoinžinerijos eksperimentai stratosferoje. Tačiau balionams net nepaliekant žemės, jie yra jau sulaukia kritikos .
Per daug pavojinga naudoti
Idėja vėsinti planetą išsklaidant daleles atmosferoje, pritemdant saulės šviesą ir kompensuojant kai kuriuos šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo nulemtą atšilimą turi precedentą: gamta jau tai daro.
Dideli ugnikalnių išsiveržimai, tokie kaip Pinatubo kalnas 1991 m., į orą išmetė milijonus tonų sieros dioksido, o vėlesniais metais sumažėjo pasaulinė temperatūra. Sieros dioksidas, išsiskiriantis iš anglies gamyklų ir laivų, taip pat sukelia išmatuojamą vėsinimo poveikį.
Kai kurie kritikai mano, kad tai daryti sąmoningai siekiant kovoti su klimato kaita yra neapgalvota net apmąstyti, jau nekalbant apie eksperimentavimą. Kai kurie tyrimai parodė, kad saulės geoinžinerija gali žymiai pakeisti kritulių modelius ir sumažinti kai kurių pasėlių derlių tam tikrose vietose . Iš kitos pusės, kitas popieriai padarė išvadą, kad šalutinis poveikis aplinkai gali būti nedidelis tol, kol geoinžinerija daroma saikingai .
Tačiau visi iki šiol atlikti tyrimai, su keliomis nedidelėmis išimtimis , buvo atlikta kompiuteriniais modeliais arba laboratoriniais eksperimentais. Taigi Keutschas ir jo kolegos teigia, kad jų balionų bandymai yra svarbus kitas žingsnis.
Pagrindinė jų vadinamųjų SCoPEx eksperimentų idėja, pirmą kartą pasiūlyta 2014 m , paleisti oro balioną su sraigtais ir jutikliais, kuris maždaug kilometro ilgio srove išskirtų iki dviejų kilogramų submikrometro dydžio dalelių. Komercinis lėktuvas kas minutę išpumpuoja panašų kiekį medžiagos, Keithas pažymi .
Tada balionas slysdavo aplinkui ir lėtai zigzagu praskrisdavo per stulpą iš priešingos krypties. Jo jutikliai bandytų išmatuoti, kaip plačiai dalelės pasiskirsto, kaip jos sąveikauja su kitais junginiais ir kiek saulės šviesos atspindi.
SCOPEX ATSKLEIDIMASKad ir ką jie rastų, būtų galima grąžinti į kompiuterinius modelius, patobulinant mūsų supratimą apie purškimą nuo šimtų tūkstančių iki milijonų tonų medžiaga gali padaryti.
Šiuo metu komanda tikisi atlikti daugybę skrydžių per kelerius metus. Iš pradžių jie ketina išskirti smulkias kalcio karbonato dulkes – pagrindinę kreidos sudedamąją dalį, tačiau galiausiai mokslininkai nori išbandyti kitas medžiagas, greičiausiai įskaitant sieros rūgštį (kuri yra iš ugnikalnių išsiskiriančio sieros dioksido šalutinis produktas).
Tačiau kai kurie baiminasi, kad net šie riboti eksperimentai yra per toli.
Wil Burns, vienas iš Amerikos universiteto Anglies šalinimo teisės ir politikos instituto direktoriaus, mano, kad prieš pradedant eksperimentus lauke, reikia bandyti pasiekti tam tikrą visuotinį sutarimą, ar visuomenė kada nors turėtų naudoti tokį įrankį.
Tačiau jam atsakymas yra neigiamas: poveikis aplinkai nežinomas. Tokio įrankio valdymo iššūkiai yra didžiuliai - viena šalis galėtų savarankiškai atlikti saulės geoinžineriją, tačiau tai būtų paveikta visos šalys. Ir ateities kartos gali būti priverstos valdyti poveikį šimtus metų. Jis priduria, kad negalime žinoti, ką jis iš tikrųjų darys planetos mastu, kol jis nebus visiškai panaudotas, ir tuo metu būsime įstrigę dėl bet kokių sausrų ar kitų pavojų, kol padariniai išnyks.
Kai kurios aplinkosaugos grupės ir geoinžinerijos kritikai ragina vyriausybės pareigūnus Švedijoje, kur būtų paleistas pirmasis SCoPEx skrydis, ir juos valdančios Švedijos kosmoso korporacijos vadovus nepritarti eksperimentams. Jie neginčija, kad pats tyrimas kelia pavojų aplinkai, o tai, kad jis sukuria slidžią nuolydį link normalizavimo ir pavojingo ir galingo įrankio panaudojimo.
Saulės geoinžinerija yra technologija, galinti sukelti ekstremalių padarinių ir išsiskirianti kaip pavojinga, nenuspėjama ir nevaldoma, rašoma Greenpeace Sweden, Biofuelwatch ir kitų grupių laiške. Nėra jokio pateisinimo bandyti ir eksperimentuoti su technologijomis, kurios atrodo pernelyg pavojingos, kad būtų kada nors naudojamos.
Nenoromis tyrinėtojas
Keutschas sako, kad labai pagrįsta baimė, kad geoinžinerijos eksperimentai gali padidinti šios technologijos panaudojimą. Kaip jis man pasakė per interviu savo biure, jis pats mano, kad geoinžinerija yra netinkamas būdas kovoti su klimato kaita. Jis palygino jį su opiatais, kurie palengvina ūmų skausmą, bet sukelia kitų problemų, pavyzdžiui, priklausomybę. Daug saugesnis ir veiksmingesnis sprendimas būtų greitai sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.
Tačiau jis baiminasi, kad klimato kaita taip toli ir taip tikėtina, kad ji taps tokia žalinga, kad kuri nors beviltiška tauta vis tiek gali imtis geoinžinerijos. Ankstesnis Harvardo tyrimas nustatė kad specializuotų lėktuvų parko kūrimas ir skrydis šiam darbui atlikti kainuotų tik 2 milijardus dolerių per metus, todėl daugelis šalių tai bus ekonomiškai prieinama.
Kadangi tai yra vienintelė priemonė, galinti realiai pakeisti pasaulio temperatūrą per politinį laikotarpį, ji gali tapti neįtikėtinai viliojančia galimybe tautoms, kenčiančioms nuo mirtinų karščio bangų, sausrų, bado, gaisrų ar potvynių. Keutsch sako, kad jo naudojimas be pakankamai tyrimų būtų labai pavojingas.
Harvardo profesorius Frankas Keutschas, pagrindinis SCoPEx tyrėjas.
ELIZA GRINNELL, HARVARDO INŽINERIJOS IR TAIKOMOJO MOKSLO MOKYKLAŽmonės mano, kad dėl to, kad atlieku geoinžinerijos tyrimus, aš tarsi noriu atlikti geoinžineriją, sako jis. Mano nuomone, iš tikrųjų labai stipriai tikiuosi, kad niekada nepateksime į situaciją, kai tai iš tikrųjų turės būti padaryta, nes vis tiek manau, kad tai labai baisi koncepcija ir kažkas nutiks ne taip.
Tačiau tuo pat metu manau, kad labai svarbu geriau suprasti, kokia gali būti rizika, priduria jis. Ir manau, kad dėl tiesioginio tyrimo, kuris mane labiausiai domina, jei yra medžiaga, kuri gali žymiai sumažinti riziką, manau, turėtume apie tai žinoti.
Priežiūra
Komanda iš pradžių tikėjosi pradėti skrydžius oro balionu jau 2018 m. Tuksone, Arizonoje, o vėliau nagrinėjo planus Naujojoje Meksikoje. Jie pasirinko pirmąsias pastangas perkelti į Švediją dėl COVID-19 ir kitų logistikos bei planavimo iššūkių, rašoma projekto svetainėje.
Dalis vėlavimo įvyko dėl Keutsch komandos sprendimo įsteigti nepriklausomą komitetą, kuris įvertintų jų siūlomų eksperimentų etinį ir teisinį poveikį. Jie neprivalėjo jo turėti, nes moksliniai tyrimai neturi federalinio finansavimo. (Iš tiesų, kai projektas prasidėjo, ten buvo jokio JAV federalinio finansavimo geoinžineriniams tyrimams. Projektas vykdomas iš vidinių Harvardo pinigų ir asmenų bei grupių, įskaitant aukas Bill Gates , Williamo ir Floros Hewletto fondas, Alfredo P. Sloano fondas, ir kiti .)
Tačiau Jane Long, buvusi Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos direktoriaus pavaduotoja, primygtinai rekomendavo sukurti išorinį peržiūros komitetą. (Ji taip pat padėjo išrinkti jos pirmininką.) Šios technologijos ateičiai buvo svarbu, kad jie nebūtų laikomi blogais mokslininkais, bėgančiais atlikti eksperimentą be jokios peržiūros, sako ji.
Longas pabrėžia, kad eksperimentai, kaip buvo pasiūlyta pirmą kartą, yra labai mažo masto ir mažai tikėtina, kad sukels pavojų sveikatai ar aplinkai. Tačiau valdyba, anot jos, verčia tyrėjus aiškiai išdėstyti, kam skirtas darbas, ir spręsti visuomenės problemas.
Komitetas jau paskelbė ataskaitą, kurioje pateikia pasiūlymų, kaip tyrimų grupė turėtų bendrauti su visuomene prieš bet kokius skrydžius, iš kurių išskiriamos dalelės. Be kita ko, tai rekomenduoja kuria informacinę knygą, kurioje paaiškinamos problemos, ir kviečia žmones, gyvenančius šalia oro balionų skrydžio trajektorijos, dalyvauti diskutuojamame dialoge apie patį eksperimentą ir saulės geoinžinerijos tyrimų valdymą.
Vis dėlto Burnsas ir kiti teigia, kad komitetui trūksta kai kurių esminių balsų, įskaitant geoinžinerijos tyrimų kritikus ir skurdesnių šalių atstovus. Ir jis mano, kad šios aklosios dėmės yra akivaizdžios pradinėje komiteto ataskaitoje. Jame daroma prielaida ir savotiškai įrodomas šališkumas, kad mes tik dalyvaujame visuomenėje siekdami išsiaiškinti, kaip pereiti į kitą lauko eksperimentų etapą – ir atrodo, kad tai sukuria tam tikrą išankstinę išvadą, ką. atsitiks ir kas turėtų įvykti, sako jis.
Ko jie gali išmokti
Keutscho komanda jau padarė vykdyti kompiuterinius modeliavimus tiria, kaip iš jų įrangos išsiskiriančios dalelės išsisklaidys ore. Jei jie pradės tai išbandyti iš tikrųjų, jie turėtų galėti tiksliau išmatuoti, kaip kalcio karbonato arba sieros rūgšties dėmės pasiskirsto arba susikaupia – tai yra esminis testas, kaip šios medžiagos gali būti naudingos geoinžinerijai. Jei dalelės yra per didelės, jos per greitai nuskęs iš stratosferos, todėl reikės daugiau medžiagų, kad išsklaidytų tą patį saulės šviesos kiekį.
Kitas esminis klausimas yra tai, kaip dalelės reaguos su kitomis stratosferos cheminėmis medžiagomis, ypač kalcio karbonatu, nes natūraliai jo ten nėra.
SCOPEX ATSKLEIDIMASKeutschas teigia, kad komanda pasirinko kalcio karbonatą vietoj sulfatų dėl dviejų priežasčių: sulfatai ėda apsauginį ozono sluoksnį ir, nors jie turi vėsinantį poveikį Žemės paviršiui, jie sušildo stratosferą. Tai gali išjudinti oro sąlygas tokiais būdais, kuriuos būtų sunku numatyti. Jis sako, kad jūs bandote nukreipti Žemės sistemą taip, kad nemanau, kad mūsų modeliai gerai prognozuoja.
Tačiau kalcio karbonatas turi savo nežinomų dalykų. Tie eksperimentai stikliniame vamzdyje rasta kad jis ne itin reaguoja su junginiais, su kuriais susidurs stratosferoje. Tačiau tai, kaip jis sąveikauja su kitomis cheminėmis medžiagomis, gali turėti įtakos ultravioletinės spinduliuotės absorbcijai ir saulės spindulių išsklaidymui.
Skrydžių stebėjimai galėtų padėti patobulinti mūsų supratimą apie tai, kiek šių medžiagų gali prireikti norint sumažinti pasaulinę temperatūrą, kokią riziką gali kelti jų išsiskyrimas arba ar tai apskritai veiks.
Tačiau vis tiek bus realių apribojimų, ką mokslininkai gali išmokti iš nedidelių balionų eksperimentų. Jie negalės aptikti ilgalaikio dalelių, išleistų į stratosferą, likimo, nes jos greitai taps per daug atskiestos, kad būtų galima aptikti. Be to, Keutschas pripažįsta, kad yra keletas dalykų, kurių negalima žinoti, kol kas nors neįdiegs saulės geoinžinerijos visu mastu.
Jis sako, kad Žemės sistema yra tokia sudėtinga. Nemanau, kad galime iki galo numatyti. Niekada negalime būti tikri, kas nutiks, kai tai padarysite.