Tự làm trên quy mô hành tinh

Từ việc trồng rừng trên quy mô lục địa đến tạo lượng mưa cảm ứng nhân tạo, các nhà khoa học đã bắt đầu đề xuất, thử nghiệm, và trong một số trường hợp, thực hiện các dự án địa kỹ thuật quy mô lớn để biến đổi hoàn toàn hành tinh (1). Các dự án này được thiết kế để giải quyết các vấn đề toàn cầu như sa mạc hóa, hạn hán hoặc dư thừa carbon dioxide trong khí quyển, nhưng bản thân nó lại rất có vấn đề.

Ý tưởng tuyệt vời mới nhất để đảo ngược tác động của hiện tượng nóng lên toàn cầu đẩy lùi hành tinh của chúng ta đến quỹ đạo xa Mặt trời hơn. Trong bộ phim khoa học viễn tưởng Trung Quốc The Wandering Earth mới ra mắt gần đây, nhân loại thay đổi quỹ đạo của Trái đất bằng những động cơ đẩy rất lớn để tránh sự giãn nở (2).

Điều gì đó tương tự có thể xảy ra? Các chuyên gia đã tham gia vào các tính toán, kết quả của chúng hơi đáng báo động. Ví dụ, nếu sử dụng động cơ tên lửa SpaceX Falcon Heavy, thì sẽ phải mất 300 tỷ lần "phóng" toàn năng lượng để đưa Trái đất vào quỹ đạo sao Hỏa, trong khi phần lớn vật chất của Trái đất sẽ được sử dụng để xây dựng và cung cấp năng lượng. Đây là. Hiệu quả hơn một chút sẽ là một động cơ ion được đặt trên quỹ đạo quanh Trái đất và bằng cách nào đó được gắn vào hành tinh - nó được cho là sử dụng 13% khối lượng của Trái đất để chuyển 87% còn lại sang một quỹ đạo xa hơn. Vì vậy, có thể? Nó sẽ phải có đường kính gần gấp XNUMX lần đường kính Trái đất, và hành trình lên quỹ đạo Sao Hỏa sẽ còn mất ... một tỷ năm.

2. Khung hình trong phim "Vùng đất lang thang"

Vì vậy, có vẻ như dự án "đẩy" Trái đất vào quỹ đạo lạnh hơn nên bị hoãn vô thời hạn trong thời gian tới. Thay vào đó, một trong những dự án đã được thực hiện ở nhiều địa điểm, xây dựng hàng rào xanh trên các bề mặt lớn của hành tinh. Chúng bao gồm các thảm thực vật bản địa và được trồng trên các rìa của sa mạc để ngăn chặn quá trình sa mạc hóa thêm nữa. Hai bức tường lớn nhất được biết đến với tên tiếng Anh của chúng ở Trung Quốc, dài 4500 km, đang cố gắng ngăn chặn sự lan rộng của sa mạc Gobi, và bức tường xanh tuyệt vời ở Châu Phi (3), dài tới 8 km trên biên giới của Sahara.

3. Quản lý Sahara ở Châu Phi

Tuy nhiên, ngay cả những ước tính lạc quan nhất cũng cho thấy rằng chúng ta sẽ cần ít nhất một tỷ ha rừng bổ sung để ngăn chặn các tác động của sự nóng lên toàn cầu bằng cách trung hòa lượng CO2 cần thiết. Đây là một khu vực có diện tích bằng Canada.

Theo các nhà khoa học từ Viện Nghiên cứu Khí hậu Potsdam, trồng cây cũng có tác động hạn chế đến khí hậu và gây ra sự không chắc chắn về việc liệu nó có hiệu quả hay không. Những người đam mê địa kỹ thuật đang tìm kiếm những cách thức triệt để hơn.

Chặn mặt trời bằng màu xám

Kỹ thuật được đề xuất nhiều năm trước phun các hợp chất chua vào khí quyển, cũng được biết đến như là SRM (quản lý bức xạ mặt trời) là sự tái tạo các điều kiện xảy ra trong quá trình phun trào núi lửa lớn giải phóng các chất này vào tầng bình lưu (4). Điều này góp phần vào việc hình thành các đám mây và giảm bức xạ mặt trời tới bề mặt Trái đất. Ví dụ, các nhà khoa học đã chứng minh rằng anh ấy rất tuyệt Pinatubo ở Philippines, vào năm 1991, nhiệt độ trên toàn thế giới đã giảm khoảng 0,5 ° C trong ít nhất hai năm.

4. Tác dụng của sol khí lưu huỳnh

Trên thực tế, ngành công nghiệp của chúng ta, vốn đã thải ra một lượng lớn sulfur dioxide như một chất gây ô nhiễm trong nhiều thập kỷ, từ lâu đã góp phần làm giảm sự truyền ánh sáng mặt trời. người ta ước tính rằng những chất ô nhiễm này trong sự cân bằng nhiệt cung cấp khoảng 0,4 watt "làm sáng" cho Trái đất trên mỗi mét vuông. Tuy nhiên, ô nhiễm do chúng ta tạo ra với carbon dioxide và axit sulfuric không phải là vĩnh viễn.

Những chất này không bay lên tầng bình lưu, nơi chúng có thể tạo thành màng chống năng lượng mặt trời vĩnh viễn. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng để cân bằng ảnh hưởng của nồng độ trong khí quyển Trái đất, ít nhất 5 triệu tấn trở lên sẽ phải được bơm vào tầng bình lưu.₂ và các chất khác. Những người ủng hộ phương pháp này, chẳng hạn như Justin McClellan của Aurora Flight Sciences ở Massachusetts, ước tính rằng chi phí của một hoạt động như vậy sẽ vào khoảng 10 tỷ USD mỗi năm - một số tiền đáng kể, nhưng không đủ để tiêu diệt loài người mãi mãi.

Thật không may, phương pháp lưu huỳnh có một nhược điểm khác. Làm mát hoạt động tốt ở những vùng ấm hơn. Trong khu vực của các cực - hầu như không có. Vì vậy, như bạn có thể đoán, quá trình tan băng và mực nước biển dâng cao không thể dừng lại theo cách này, và vấn đề thiệt hại do lũ lụt ở các vùng trũng thấp ven biển sẽ vẫn là một mối đe dọa thực sự.

Mới đây, các nhà khoa học từ Harvard đã tiến hành một thí nghiệm giới thiệu các vệt khí dung ở độ cao khoảng 20 km - không đủ để có tác động đáng kể đến tầng bình lưu của Trái đất. Họ (SCoPEx) đã được thực hiện với một quả bóng bay. Bình xịt chứa w.i. sunfat, tạo ra khói mù phản chiếu ánh sáng mặt trời. Đây là một trong nhiều dự án địa kỹ thuật quy mô hạn chế đang được thực hiện trên hành tinh của chúng ta với số lượng đáng ngạc nhiên.

Ô dù không gian và sự gia tăng albedo của Trái đất

Trong số các dự án khác thuộc loại này, ý tưởng thu hút sự chú ý phóng chiếc ô khổng lồ vào không gian bên ngoài. Điều này sẽ hạn chế lượng bức xạ mặt trời đến Trái đất. Ý tưởng này đã có từ nhiều thập kỷ trước, nhưng hiện đang trong giai đoạn phát triển sáng tạo.

Một bài báo được xuất bản vào năm 2018 trên tạp chí Công nghệ và Quản lý Hàng không Vũ trụ mô tả dự án mà các tác giả đặt tên. Phù hợp với nó, người ta có kế hoạch đặt một dải băng sợi carbon mỏng rộng tại điểm Lagrange, đây là một điểm tương đối ổn định trong hệ thống tương tác hấp dẫn phức tạp giữa Trái đất, Mặt trăng và Mặt trời. Chiếc lá chỉ chặn được một phần nhỏ bức xạ mặt trời, nhưng điều đó có thể đủ để đưa nhiệt độ toàn cầu xuống dưới giới hạn 1,5 ° C do Ủy ban Khí hậu Quốc tế đặt ra.

Họ trình bày một ý tưởng hơi giống nhau gương không gian lớn. Chúng được nhà vật lý thiên văn Lowell Wood thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore ở California đề xuất vào đầu năm. Để khái niệm này có hiệu quả, sự phản xạ phải rơi vào ít nhất 1% ánh sáng mặt trời và gương phải có diện tích 1,6 triệu km².².

Những người khác muốn chặn ánh nắng mặt trời bằng cách kích thích và do đó áp dụng một quy trình được gọi là gieo hạt đám mây. "Hạt giống" là cần thiết để tạo ra giọt. Theo tự nhiên, các giọt nước hình thành xung quanh các hạt bụi, phấn hoa, muối biển và thậm chí cả vi khuẩn. Được biết, các hóa chất như bạc iotua hoặc đá khô cũng có thể được sử dụng cho việc này. Điều này có thể xảy ra với những phương pháp đã biết và đã sử dụng. làm sáng và làm trắng những đám mây, do nhà vật lý John Latham đề xuất vào năm 1990. Dự án Tia chớp Biển mây tại Đại học Washington ở Seattle đề xuất đạt được hiệu ứng tẩy trắng bằng cách phun nước biển lên các đám mây trên đại dương.

Các đề xuất đáng chú ý khác tăng albedo của Trái đất (nghĩa là tỷ lệ bức xạ phản xạ trên bức xạ tới) cũng có thể áp dụng để sơn nhà màu trắng, trồng cây sáng và thậm chí có thể đặt các tấm phản quang trên sa mạc.

Gần đây, chúng tôi đã mô tả các kỹ thuật hấp thụ là một phần của kho vũ khí địa kỹ thuật tại MT. Nhìn chung, chúng không có phạm vi toàn cầu, mặc dù nếu số lượng của chúng tăng lên, hậu quả có thể là toàn cầu. Tuy nhiên, các tìm kiếm đang được tiến hành cho các phương pháp xứng đáng với tên gọi là kỹ thuật địa lý. Loại bỏ CO₂ Theo một số người, từ bầu khí quyển có thể đi qua gieo hạt cho đại dươngmà xét cho cùng, là một trong những bể chứa carbon chính trên hành tinh của chúng ta, chịu trách nhiệm giảm khoảng 30% lượng khí CO₂. Ý tưởng là để cải thiện hiệu quả của họ.

Hai cách quan trọng nhất là bón sắt và canxi cho biển. Điều này kích thích sự phát triển của thực vật phù du, hút khí cacbonic ra khỏi bầu khí quyển và giúp lắng đọng dưới đáy. Việc bổ sung các hợp chất canxi sẽ gây ra phản ứng với CO.₂ đã hòa tan trong đại dương và hình thành các ion bicacbonat, do đó làm giảm độ axit của đại dương và làm cho chúng dễ hấp thụ CO hơn₂.

Ý tưởng từ Exxon Stables

Các nhà tài trợ lớn nhất cho nghiên cứu địa kỹ thuật là Viện Heartland, Viện Hoover và Viện Doanh nghiệp Hoa Kỳ, tất cả đều làm việc cho ngành dầu khí. Do đó, các khái niệm địa kỹ thuật thường bị chỉ trích bởi những người ủng hộ giảm thiểu carbon, theo quan điểm của họ, chuyển hướng sự chú ý khỏi bản chất của vấn đề. ngoài ra việc áp dụng kỹ thuật địa kỹ thuật mà không giảm lượng khí thải khiến nhân loại phụ thuộc vào các phương pháp này mà không giải quyết được vấn đề thực tế.

Công ty dầu mỏ ExxonMobil đã được biết đến với các dự án toàn cầu táo bạo kể từ những năm 90. Ngoài việc bón sắt cho các đại dương và xây dựng lớp bảo vệ mặt trời trị giá 10 nghìn tỷ đô la trong không gian, bà cũng đề xuất tẩy trắng bề mặt đại dương bằng cách phủ các lớp sáng, bọt, bệ nổi hoặc các "phản xạ" khác lên bề mặt nước. Một lựa chọn khác là kéo các tảng băng trôi ở Bắc Cực xuống vĩ độ thấp hơn để màu trắng của băng phản chiếu tia nắng mặt trời. Tất nhiên, nguy cơ ô nhiễm đại dương gia tăng khổng lồ đã được ghi nhận ngay lập tức, chưa kể đến chi phí khổng lồ.

Các chuyên gia của Exxon cũng đã đề xuất sử dụng máy bơm lớn để di chuyển nước từ bên dưới lớp băng ở biển Nam Cực và sau đó phun nó vào khí quyển để lắng đọng dưới dạng tuyết hoặc các hạt băng trên dải băng Đông Nam Cực. Những người ủng hộ cho rằng nếu ba nghìn tỷ tấn mỗi năm được bơm theo cách này, thì sẽ có thêm 0,3 mét tuyết trên tảng băng, tuy nhiên, do chi phí năng lượng quá lớn, dự án này đã không còn được đề cập đến.

Một ý tưởng khác từ chuồng ngựa của Exxon là những quả bóng bay bằng nhôm màng mỏng chứa đầy khí heli ở tầng bình lưu, được đặt cách bề mặt Trái đất tới 100 km để tán xạ ánh sáng mặt trời. Nó cũng đã được đề xuất để tăng tốc độ lưu thông của nước trong các đại dương trên thế giới bằng cách điều chỉnh độ mặn của một số khu vực quan trọng, chẳng hạn như Bắc Đại Tây Dương. Để các vùng biển trở nên mặn hơn, người ta đã xem xét việc bảo tồn tảng băng ở Greenland, nhằm ngăn chặn sự tan chảy nhanh chóng của nó. Tuy nhiên, tác dụng phụ của việc Bắc Đại Tây Dương lạnh đi sẽ là làm mát châu Âu, khiến con người khó tồn tại hơn. Một chuyện nhỏ.

Dữ liệu được cung cấp Giám sát địa kỹ thuật - một dự án chung của Biofuelwatch, Tập đoàn ETC và Quỹ Heinrich Boell - cho thấy khá nhiều dự án địa kỹ thuật đã được thực hiện trên khắp thế giới (5). Bản đồ hiển thị đang hoạt động, đã hoàn thành và bị bỏ rơi. Có vẻ như vẫn chưa có sự phối hợp quản lý quốc tế đối với hoạt động này. Vì vậy, nó không hoàn toàn là địa kỹ thuật toàn cầu. Giống phần cứng hơn.

5. Bản đồ các dự án địa kỹ thuật theo site map.geoengineeringmonitor.org

Hầu hết các dự án, hơn 190, đã được thực hiện. cô lập carbon, tức là thu hồi và lưu trữ carbon (CCS), và khoảng 80 – thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon (, KUSS). Đã có 35 dự án thụ tinh trong đại dương và hơn 20 dự án phun aerosol tầng bình lưu (SAI). Trong danh sách Geoengineering Monitor, chúng tôi cũng tìm thấy một số hoạt động liên quan đến đám mây. Số lượng lớn nhất các dự án được tạo ra để điều chỉnh thời tiết. Dữ liệu cho thấy có 222 sự kiện liên quan đến sự gia tăng lượng mưa và 71 sự kiện liên quan đến sự giảm lượng mưa.

Các học giả tiếp tục tranh luận

Luôn luôn nhiệt tình của những người khởi xướng sự phát triển của các hiện tượng khí hậu, khí quyển và đại dương trên quy mô toàn cầu đặt ra câu hỏi: liệu chúng ta có thực sự đủ hiểu biết để cống hiến hết mình cho công nghệ địa kỹ thuật mà không sợ hãi? Ví dụ, điều gì sẽ xảy ra nếu việc gieo hạt trên quy mô lớn làm thay đổi dòng chảy của nước và làm trì hoãn mùa mưa ở Đông Nam Á? Còn cây lúa thì sao? Ví dụ, điều gì sẽ xảy ra nếu như đổ hàng tấn sắt ra biển xóa sổ quần thể cá dọc theo bờ biển Chile?

trên đại dương, lần đầu tiên được thực hiện ngoài khơi bờ biển British Columbia ở Bắc Mỹ vào năm 2012, đã nhanh chóng phản tác dụng với sự nở hoa ồ ạt của tảo. Trước đó vào năm 2008, 191 quốc gia của Liên hợp quốc đã thông qua lệnh cấm thụ tinh trong đại dương vì lo ngại các tác dụng phụ không xác định, có thể có những thay đổi đối với chuỗi thức ăn hoặc tạo ra các vùng thiếu oxy trong các thủy vực. Vào tháng 2018 năm XNUMX, hơn một trăm tổ chức phi chính phủ đã tố cáo kỹ thuật địa lý là "nguy hiểm, không cần thiết và không công bằng".

Như trường hợp điều trị y tế và nhiều loại thuốc, kỹ thuật địa kỹ thuật kích thích tác dụng phụdo đó, sẽ yêu cầu các biện pháp riêng biệt để ngăn chặn chúng. Như Brad Plumer đã chỉ ra trên tờ Washington Post, một khi các dự án địa kỹ thuật đã bắt đầu, chúng rất khó để dừng lại. Ví dụ, khi chúng ta ngừng phun các hạt phản xạ vào khí quyển, Trái đất sẽ bắt đầu nóng lên rất nhanh. Và những cái đột ngột tồi tệ hơn nhiều so với những cái chậm.

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Khoa học Địa chất đã làm rõ điều này. Các tác giả của nó đã sử dụng XNUMX mô hình khí hậu lần đầu tiên để dự đoán điều gì có thể xảy ra nếu thế giới áp dụng kỹ thuật địa kỹ thuật năng lượng mặt trời để bù đắp sự gia tăng một phần trăm lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu hàng năm. Tin tốt là mô hình này có thể ổn định nhiệt độ toàn cầu, nhưng có vẻ như nếu quá trình địa kỹ thuật dừng lại sau khi đạt được điều đó, thì nhiệt độ sẽ tăng đột biến.

Các chuyên gia cũng lo ngại rằng dự án địa kỹ thuật phổ biến nhất - bơm sulfur dioxide vào khí quyển - có thể gây nguy hiểm cho một số khu vực. Những người ủng hộ những hành động đó phản đối. Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Climate Change vào tháng 2019 năm XNUMX trấn an rằng những tác động tiêu cực của các dự án như vậy sẽ rất hạn chế. Đồng tác giả của nghiên cứu, prof. David Keith của Harvard, một học giả về kỹ thuật và chính sách công, nói rằng các nhà khoa học không nên chỉ chạm vào kỹ thuật địa lý, đặc biệt là năng lượng mặt trời.

- - Anh nói. -

Bài báo của Keith đã bị chỉ trích bởi những người sợ rằng các nhà khoa học đang đánh giá quá cao các công nghệ hiện có và sự lạc quan của họ về các phương pháp địa kỹ thuật có thể ngăn cản xã hội nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính.

Có nhiều nghiên cứu cho thấy việc áp dụng kỹ thuật địa lý có thể gây khó chịu như thế nào. Năm 1991, 20 megaton lưu huỳnh điôxít được giải phóng vào bầu khí quyển cao, và toàn bộ hành tinh được bao phủ bởi một lớp sunfat, phản chiếu một lượng lớn ánh sáng nhìn thấy được. Trái đất đã nguội đi khoảng nửa độ C. Nhưng sau một vài năm, các sunfat rơi ra khỏi bầu khí quyển và biến đổi khí hậu trở lại mô hình cũ đáng lo ngại của nó.

Điều thú vị là trong thế giới hậu Pinatubo dịu nhẹ, mát mẻ hơn, các loài thực vật dường như phát triển tốt. Đặc biệt là những khu rừng. Một nghiên cứu cho thấy vào những ngày nắng đẹp vào năm 1992, quá trình quang hợp trong một khu rừng ở Massachusetts đã tăng 23% so với trước khi vụ phun trào xảy ra. Điều này khẳng định giả thuyết rằng công nghệ địa kỹ thuật không đe dọa nông nghiệp. Tuy nhiên, các nghiên cứu chi tiết hơn cho thấy sau vụ phun trào núi lửa, lượng ngô toàn cầu giảm 9,3%, lúa mì, đậu tương và gạo giảm 4,8%.

Và điều này sẽ làm hạ nhiệt những người ủng hộ việc làm mát toàn cầu của toàn cầu.