Klimaatnood или Война с Солнцем
Геоинжерные истории
Признаюсь, я с детства люблю научную фантастику. Она сопровождает меня всю мою сознательную жизнь. И вот в этой невероятной Вселенной литературы всегда присутствовал небольшой утилитарный сегмент, назывался он Cli-Fi. По сути это та же научная фантастика, но с сюжетами которые строго фокусировались на изменении климата. Именно благодаря Cli-Fi в моем словарно запасе медленно но верно, нормализовалось слово геоинженерия, стало привычным.
Геоинженерия — это комплекс технологических мер и воздействий для целенаправленного изменения климатических условий на Земле.
Первое что всплывает в голове, когда я думаю про геоинженерию — это конечно же любимая Вселенная Дюны от Фрэнка Херберта. В ней Арракис подвергали геоинженерии, чтобы превратить пустынную планету в обитаемую. Еще наверное вспомню рассказ Конец одиночеству! от Курта Воннегута. Хотя как ни покрути, но примеры это скорее косвенные, метафорические. Написанные где-то во второй половине ХХ столетия, когда, как известно “трава была зеленее, небо голубее, солнце светило ярче, а деревья были большие”. А век XXI догнал и перегнал многие самые смелые прогнозы фантастов века двадцатого.
Поэтом наверное и воспринимаются совсем уже не метафорически, а скорее как учебники истории, и роман Министерство будущего от Кима Стэнли Робинсона, опубликованный в 2020 году, и Синдром отката от Нила Стивенсона опубликованный в 2021 году. Если честно, то читать эти книги мне было тяжеловато, в том числе и из-за постоянно досаждающих “флэшбеков” от новостей из реального мира.
Когда ученый лезет в геоинженерию, он перестает быть ученым и становится политиком © Стэнли Робинсон
Основные направления геоинженерии сегодня — это удаление углекислого газа из атмосферы (через улавливание и фиксацию CO₂) и регулировка уровня солнечной радиации (через манипуляции с атмосферными аэрозолями). Рассмотрим их в отдельности.
Адсорбционная геоинженерия
Первое что приходит мне в голову при упоминании т.н. “адсорцбионной геоинженерии” - это американский химик Омара Яги. Возможно кто-то даже читал мою заметку про его COF-999. Твердое вещество, т.н. Covalent Organic Framework или органическая “эмуляция цеолита”, 200 грамм которой способны, по словам самого Омара, поглотить 20 кг углекислого газа. Т.е. примерно столько же, сколько хранится в жидком виде при 60 атм в стандартном 40 л черном баллоне, который многие из вас могли видеть в барах и ларьках с квасом.
Несмотря на то, что сам Яги активно продвигает свой материал как уникальное вещество способное остановить глобальное потепление, в своей же заметке я писал про то, что не только недавно синтезированный COF-999, но и многие другие давно известные амины (вроде (MAE/3DMA1P) способны поглощать CO₂. Другое дело, что затраты энергии на производство этих адсорбентов генерируют гораздо больше парниковых газов, чем адсорбентами удается собрать. Т.е. химическая “адсорбционная” геоинженерия интересна, но пока еще в не продвинулась дальше стен лабораторий.
Хотя стоит сказать про то, что существуют и довольно безумные проекты, которые пытаются вырваться на волю и у них это получается. Первое что приходит в голову - это история с изменением состава океанической воды. Когда исследователи из WHOI (Woods Hole Oceanographic Institution) хотели1 вылить в океан 25 000 тонн натриевой щелочи (то самое известное и любимое многими средство “Крот” для прочистки труб). Сбрасывать “Крота” в океан понадобилось для того, чтобы попытаться сделать воду более щелочной и проверить, будет ли она от этого лучше поглощать из атмосферы углекислый газ. Ну и узнать как это повлияет не экосистему. Интересно что про вероятность невозвратности своего эксперимента исследователи даже не задумались. По крайней мере я сколь-либо значимой оценки долгосрочных рисков нигде ни в одной публикации не увидел.
"Солнечная" геоинженерия
За адсорбентами у нас идут аэрозоли. Говорим “солнечная геоинженерия” (далее сГИ), а подразумеваем любой вид торможения климатических изменений при котором часть солнечных лучей отражается обратно в атмосферу. На данном уровне развития техники это в большинстве случаев использование атмосферных аэрозолей, игры с коллоидной химией атмосферы, хотя есть и исключения вроде Ice911 (о нем в конце раздела).
В отличие от почти полностью сконцентрированных в лабораториях испытаний “адсорбционной” геоинженерии, здесь чаще всего исследователи работают в полевых условиях. И поэтому же часто попадают в поле зрения СМИ.
На первом месте по медийности здесь конечно же эксперименты с т.н. “осветлением облаков”. В качестве пример вам — эксперимент в районе Большого Барьерного рифа Австралии в 2019 году, где cотрудники австралийского Southern Cross University использовали баржу с модифицированной турбиной на 100 форсунок высокого давления. С помощью форсунок они распыляли “триллионы нанокристаллов морской соли” чтобы с их помощью повысить отражающую способность облаков2 и защитить кораллы от гибели (от перегрева воды).
Этот подход получил свое логическое продолжение в 2024 году, когда сотрудниками, но уже Вашингтонского университета в заливе Сан-Франциско была предпринята3 очередная попытка распыления микроскопических частиц морской соли для искусственного увеличения отражательной способности облаков. По официальным планам должно было проходить тестирование способности аэрозолей сохранять нужные размеры частиц и концентрацию в атмосфере. Этот эксперимент вызвал шквал критики, правда не столько из-за коллоидной химии, сколько из-за факта, что от общественности (СМИ, экологические активисты) полностью скрыли его проведение.
Менее медийным является такая методика сГИ как “стратосферное впрыскивание аэрозолей” (англ. Stratospheric Aerosol Injection, SAI). Это технология суть которой заключается в выбросе серосодержащих соединений в стратосферу для имитации эффекта вулканических извержений (и как следствие, уменьшения солнечного излучения). Для оценки осуществимости масштабного воздействия пока проводились только небольшие испытания. Самый известный пример — это аэростаты компании-стартапа Make Sunsets, которые доставляли4 в атмосферу диоксид серы SO₂.
Но это же кислотный оксид, который приводит к образованию кислотных дождей — скажете вы. И будете правы. Сначала диоксид серы окисляется в атмосфере до бисульфит-иона благодаря гидроксильным радикалам (•ОН)
SO₂+•OH→HSO₃
Далее ион реагирует с молекулярным кислородом образуя триоксид оксид серы - SO₃. Триоксид активно реагирует с водяным паром, что приводит к образованию мелкодисперсных капель серной кислоты в виде аэрозоля. В стратосфере этот аэрозоль образует слой отражающий солнечный свет и дающий временное охлаждение нижних слоев атмосферы.
Притом “сернокислотные” аэрозоли долгоживущие (около 3-5 лет), что с точки зрения геоинженеров является преимуществом. Но вот экологи (да и здравый смысл) подсказывают, что это похоже на форменное безумие. Как с точки зрения кумулятивного эффекта (накопление в атмосфере и влияние на озоновый слой), так и с точки зрения экологических рисков (кислотные дожди и нарушение гидрологических циклов).
Поэтому не удивительно, что испытания SAI (которые тоже проводились без особого афиширования) вызывали шквал протеста. Мексика, например, полностью запретила проводить такие испытания на своей территории.
Самое удивительное, что «экспериментаторы» вроде Make Sunsets и подобных команд (которых немало), не учитывают то, что нормально функционирующие океаны сами по себе выделяют5 сернистый газ в значительных количествах (т.е. гораздо больше чем было принято считать в 20 веке) и тем самым вносит серьезный вклад в борьбу с глобальным потеплением (повышает отражательную способность облаков). Но нигде в расчетах “сернокислотчиков” я даже отсылок к этому не видел.
Многие геоинженеры-сернокислотчики почти что с трепетом относятся к вулкану Пинатубо. Это вулкан на Филлипинах, который “молчал” 611 лет, а потом внезапно проснулся в июне 1991 года. В результате от последствий извержения погибло около 900 человек, были разрушены две военные базы США (база ВВС Кларк, находившаяся в 18 км от вулкана, и база ВМС, находившаяся немного дальше). По шкале мощности извержений этому инциденту присвоен 6 класс, т.е. он стал одним из сильнейших в 20 веке.
Ладно бы только разрушенные американские базы. Извержение Пинатубо аукнулось всему миру. В атмосферу было выброшено огромное количество аэрозолей (около 15 млн тон SO₂), сравнимое с извержением вулкана Кракатау в 1883 году. В течении нескольких следующих месяцев в атмосфере фиксировался глобальный слой сернокислотного тумана. Из-за этого температура понизилась на 0,5°С и резко начало сокращаться количество озона, что (предположительно) привело к формированию озоновой дыры над Антарктидой. Здесь уместно напомнить, что сернистый газ легко окисляется озоном до триоксида серы, да еще и с выделением тепла: SO₂+O₃→SO₃+O₂ Ну а дальше - образование “классических” аэрозолей H₂SO₄
Чтобы “подсластить пилюлю” можно упомянуть тот факт, что, как бывало уже ранее в истории, за извержением Пинатубо пришли неповторимые прекрасные закаты, длившиеся около двух лет. Закаты интенсивно красные, розовые, иногда пурпурные и золотистые. Связано это с особенностями поглощения и рассеивания света на сернокислотных аэрозолях. Аэрозози поглощают ультрафиолет и часть синего света, усиливая красные и оранжевые оттенки, также и коротковолновый синий свет рассеивается сильнее, а длинноволновый красный — достигает наблюдателя. Дополнительно из-за аэрозольных частиц возникает поляризация света, усиливающая контраст между цветами и делающая их более яркими.
В отличие от вмешательства в атмосферу известный эксперимент Ice9116 . Не знаю какую аллюзию имели ввиду сами инженеры, называя так проект, но лично мне сразу вспоминается пророческий воннегутовский “лед 9”, более термостойкий чем обычный лед и тем самым погубивший цивилизацию. Очень метафорично.
В общем если кратко описать то, что хотели делали представители стартапа Ice911 Research, то получится все просто - нужно загрязнить обработать белоснежные льды арктики полыми стеклянными шариками диаметром порядка 50 мкм. Как видите геоинженеры, как и политики-популисты, не ищут сложных решений. Предположу что результаты, дай им волю для реализации, тоже будут похожими и такими же катастрофическими для общества.
Шарики должны были увеличить отражающую способность льда. Разбрасывали их в проливе Фрама, между Гренландией и архипелагом Шпицберген. Эксперимент вызвал шквал недовольства. Основной претензией критиков стало то, что используемые для производства шариков материалы (и продукты их деградации) могут повлиять на морскую экосистему (в т.ч. подледную), нарушить баланс и привести к исчезновению биологических видов, например моллюсков. Плюс ко всему некоторые эксперты указывали на то, что возможное влияние на локальный климат (направления ветра или морские течения) может негативно сказаться на соседних территориях
Опаснее дурака — только дурак с инициативой (С) к/ф Иду на грозу
Я не просто так привел в качестве заголовка цитату из замечательного фильма Даниила Гранина “Иду на грозу”. Если кто-то еще не смотрел, обязательно сделайте это. Потому что это не только один из очень качественных фильмом про ученых, но еще ко всему прочему фильм прямо связанный с темой управления погодой и контроля климата.
Почему я привел эту цитату? А потому что она идеально подходит для описания большей части известных геоинженерных экспериментов. Все перечисленные выше проекты объединяет то, что проводящие их люди абсолютно не рассматривают сколь-либо долгосрочные последствия своих действий. Создается впечатление этакого демонстративного шапкозакидательства, понять которое со стороны очень сложно. Поэтому не удивительно, что такие проекты вызывают просто невероятный шквал критики и возмущения, как обычных людей, так и экологических организаций. И именно поэтому все чаще такие “геоинженерные спецоперации” приходится проводить тайком, скрытно.
Самое прискорбное, что в эту безумную индустрию приходит частный бизнес и меценаты с огромными инвестициями. В качестве примеров спонсоров, вкладывающих средства в геоинженерию — Билл Гейтс, бывший руководитель Google Алан Юстас и Фонд Уильяма&Флоры Хьюлетт (основатели компьютерной компании HP). Еще более активно призывает генерировать и воплощать самые безумные геоинженерные идеи и фонд Саймонса, организация, основанная миллиардером Джимом Саймонсом и его женой Мэрилин. Руководители этого фонда даже установили себе обязательство — вложить не менее 50 миллионов долларов в течении пяти текущих лет в любые геоинженерные проекты. Притом все исследования и финансирования часто проводятся с соблюдением максимальной секретности, NDA и подобных практик. В ответ на протесты общественности подобные “геоинженерные филантропы” отвечают, что они просто устали ждать, когда правительство обратит внимание на проблему и решили проявить частную инициативу.
Да, правительство молчит. Хотя его можно понять, ведь если смотреть не на короткосрочные, сиюминутные риски, а на долгосрочные, то окажется что мы сейчас живем вообще в самом холодном из всех периодов истории. Здесь с ходу можно вспомнить совместную работу7 американских и английских палеонтологов, в которой изучалось изменение поверхностной температуры Земли за последние 500 миллионов (!) лет. Оказалось, что бОльшую часть времени на Земле было существенно жарче, чем сейчас — на 10–20 градусов. Мы живем в одном из самых холодных периодов истории. Относительно недавно мы прошли абсолютный минимум и, хотя в последние несколько тысяч лет температура быстро растёт, за всё это время так холодно, как сейчас, на Земле было лишь однажды, 330 миллионов лет назад.
Т.е. то, что в пределах жизни одного человека кажется трагедией, “трагедией глобального потепления”, при рассмотрении истории Земли является обычной цикличной планетологической нормой. Кстати говоря про “трагедию глобального потепления” для отдельно взятого человека нельзя не упомянуть недавний интересный юридический прецедент. Когда Европейский суд по правам человека (ЕСПЧ) признал8 защиту от последствий глобального потепления правом человека. Речь там шла о том, что невыполнение Швейцарией её обязательств по Парижскому соглашению о снижению выбросов в атмосферу углекислого газа нарушают права её граждан на защиту личной и семейной жизни.
Юристы видят проблему в последствиях климатических изменений, а вот метеорологи и климатологи все чаще начинают задумываться о том, как бы не пришлось расхлебывать последствия дилетантской и недальновидной “борьбы с глобальным потеплением”. Ситуацией, которая вполне может иметь место, если паникующим недальновидным безумцам с деньгами дать волю.
А может просто "климатический терроризм"?
Признаюсь честно, для меня шокирующей стала новость9 о том, что в США в Колорадо у подножия Скалистых гор строится глобальная система раннего оповещения о попытках незаконного геоинжениринга.
Правительство США планирует вкладывать около 1 млн долларов/год в то, чтобы отслеживать любые попытки частных лиц (или иностранных государств) экспериментировать с атмосферой. Основной инструмент — многоразовые шары-зонды, стоимостью $15 000 каждый и запускаемые из разных точек мира (Аляска, Гавайи, Новая Зеландия и др.). Шары поднимаются на высоту около 30 км, измеряют концентрацию аэрозолей с помощью лазерного анализа и передают данные на землю. Данные используются для выявления аномалий, например, искусственного выброса аэрозолей, отражающих солнечное излучение. Если система зафиксирует подозрительные выбросы, используются спутники, специализированные самолёты NASA (модель WB-57) и алгоритмы Sandia National Laboratories для оценки местоположения, времени выброса и потенциальных климатических последствий.
Система пока ещё находится в начальной стадии развития, но тем не менее даже на этом, начальном уровне, США уже опережают другие страны в плане мониторинга солнечной геоинженерии. Ранее, кстати, проходила новость о том, что конгресс штата Теннесси принял закон, запрещающий геоинжениринг10.
Внезапно, и совершенно не очевидно для большинства жителей Земли, на первый план выходит не угроза глобального изменения климата, а угроза попыток безрассудного вмешательства человека в этот процесс. На одной чаше весов — частные инвестиции, на другой слабый голос здравого смысла.
Здравый смысл подсказывает, что “простые решения” от геоинженерии не решают главную причину слишком быстрого изменения климата — зависимость мира от ископаемого топлива. Более того, внедрение этих методов может развязать руки некоторым странам. И они с еще бОльшим задором продолжат душить Землю продуктами сгорания ископаемого топлива (например Китай со своими угольными ТЭЦ). А возникающие побочные эффекты теперь можно попытаться сгладить собственными геоинженерными системами. Это ящик Пандоры и очевидный путь к катастрофе.
И это уже не говоря про влияние на характер циркуляции океана, на рыболовство, на локальный микроклимат и зависящие от него фермерские хозяйства. Не говоря про катастрофические эффекты на озоновый слой (как было в случае извержения Пинатубо) или вероятность необратимо нарушить погодные условия и сделать бессмысленными все предсказания погоды.
А ведь сегодня мы практически ничего не знаем про то, как работает погода и климат Земли, даже с учетом всех суперкомпьютерных и нейросетевых (Google DeepMind, IBM Weather Company, OpenAI Climate Prediction) мощностей. Максимум на что способна метеорология — это видеть на 10 дней вперед. С таким багажом предельно опасно делать какие-либо опрометчивые шаги по вмешательство в физику и химию атмосферы Земли, в итоге можно получить абсолютно нестабилизируемый хаос климатических процессов. И как минимум правительство США это понимает, когда строит свою систему раннего оповещения. Научная фантастика из книг стала реальностью, и Человечество стоит на пороге момента, когда какой-нибудь одиночка, будь то диктатор небольшой страны, или безумный миллиардер, вполне способны нанести вред, который смогут ощутить на себе все жители планеты Земля. Благо вся сумма технологий для этого уже есть…
Примечание: на сегодняшний день геоинженерия находится в неофициальном списке запрещенных и строго контролируемых технологий. Компанию ей составляют клонирование человека, генмод эмбрионов для репродуктивных целей, создание химер - гибридов человека и животных, репродуктивная терапия с использованием чужой митохондриальной ДНК, контроль поведения с использованием нейротехнологий.
Нужно умерит гордыню иных людей и принять за аксиому то, что Земля существует намного дольше чем на ней существует человечество и, как я писал в своей статье Климатический манифест, сконцентрироваться на осязаемых достижимых целях. Ведь даже понизив температуру и снизив выбросы парниковых газов мы не особенно повлияем на их баланс, мы не уменьшим скорость таяния ледников. Но нам вполне по силам замедлить скорость климатических изменений и продумать варианты того, как с наименьшими потерями адаптироваться к очередному планетарному циклу, а не угробить при этом всю планету. Это пора делать это уже сейчас. И хорошо бы чтобы не распылясь на борьбу с ветряными мельницами в виде отдельных безумцев миллиардеров&стартаперов...
UPD: интересная интерактивная карта11 с местами проведения геоинженерных экспериментов. Найди геоинженеров в своем городе :)
Поблагодарить за статью можно через ⚡️LightningNetwork (LNBTC): lab66@speed.app, lab66@strike.me, lab66@blink.sv
Поблагодарить за статью можно через биткоин ⚡️LightningNetwork: lab66@speed.app, lab66@strike.me, lab66@blink.sv
А чтобы получать заметки на почту - нужно подписаться на Substack
Список использованных источников:
Keep reading with a 7-day free trial
Subscribe to Научно-Технический·LAB-66 to keep reading this post and get 7 days of free access to the full post archives.