211service.com
Pirmais šāda veida ģeoinženierijas eksperiments spers pirmo soli
Hārvardas zinātnieki plāno šovasar palaist gaisa balonu, lai pārbaudītu aprīkojumu, kas nepieciešams pirmajiem ģeoinženierijas eksperimentiem stratosfērā.
Kodijs Šrēders/Unsplash
2021. gada 19. februārisHārvardas universitātes pirmā stāva laboratorijā garā stikla caurulē iesprostota miniatūra stratosfēras kopija.
Kad 2019. gada rudenī apmeklēju Frenku Keuču, viņš mani aizveda uz laboratoriju, kur caurule, ietīta pelēkā izolācijā, stiepās sola garumā aizmugurējā stūrī. Piepildot to ar pareizo gāzu kombināciju noteiktā temperatūrā un spiedienā, Keutsch un viņa kolēģi bija simulējuši apstākļus aptuveni 20 kilometrus virs Zemes virsmas.
Pārbaudot dažādu ķīmisko vielu reakciju šajā retinātajā gaisā, komanda cerēja veikt neapstrādātu testu pretrunīgi vērtētajai shēmai, kas pazīstama kā saules ģeoinženierija un kuras mērķis ir cīnīties pret klimata pārmaiņām, izsmidzinot stratosfērā sīkas daļiņas, lai vairāk saules siltuma atspoguļotu atpakaļ. telpa.
Bet vai tas, kas atrodas šajā caurulē, patiešām ir tāds, kāda ir stratosfēra? jautā Keutšs, inženierzinātņu, ķīmijas un atmosfēras zinātnes profesors, rādot uz to žestu. Tas ir jautājums. Mēs cenšamies izdomāt visu, bet es apgalvoju, ka jūs nekad nezināt.
Tāpēc viņš un kolēģi pētnieki, tostarp Hārvardas klimata zinātnieks Deivids Kīts, vēlas pārvietot savus eksperimentus no rotaļlietu stratosfēras uz reālo. Viņi cer diriģēt zinātnisku gaisa balonu lidojumu sērija , no kuriem pirmais varētu palaist no Esrange kosmosa centra Kirunā, Zviedrijā, jau šovasar.
'Es ļoti ceru, ka mēs nekad nenonāksim situācijā, kad tas tiešām ir jādara, jo es joprojām uzskatu, ka tas ir ļoti biedējošs jēdziens un kaut kas noies greizi.'
Frank Keutsch, SCoPEx galvenais pētnieks
Sākotnējā lidojumā vienkārši tiks novērtēts, vai lidmašīnas aprīkojums un programmatūra darbojas pareizi stratosfērā, kur temperatūra var noslīdēt zem -50 ˚C un spiediens svārstās no vienas desmitdaļas līdz tūkstošdaļai no jūras līmeņa. Taču turpmākajos palaišanas laikā pētnieki cer atbrīvot nelielu daudzumu tādu daļiņu, kas varētu izkliedēt saules gaismu.
Pasaulē, kurā oglekļa dioksīda emisijas tiek samazinātas pārāk lēni, lai novērstu katastrofālas klimata pārmaiņas, saules ģeoinženierija varētu aizņemt kādu laiku. Bet to darot plašā mērogā, tas var nozīmēt sajaukt ar laikapstākļiem visas planētas mērogā. Ietekme ir neparedzama; dažās vietās tie var būt pat postoši.
Tāpēc turpmākajās nedēļās neatkarīga padomdevēja komiteja pārskatot ar projektu saistītos juridiskos, ētiskos un vides jautājumus ir paredzēts, lai noteiktu, vai pētniecības grupai vajadzētu turpināt pirmo lidojumu. Komitejai būs arī jāpieņem lēmums pirms jebkādiem lidojumiem, kas faktiski izlaiž materiālus, un jānosaka, kādi pasākumi pētniecības grupai būtu vai jāveic, lai sadarbotos ar sabiedrību un regulatoriem.
Ja šie palaišanas gadījumi tiks apstiprināti — un tas joprojām ir liels, ja — tie būs pirmie ģeoinženierijas eksperimenti stratosfērā. Bet, pirms baloni ir pat pametuši zemi, tie ir jau velk kritiku .
Pārāk bīstami lietošanai
Idejai atdzesēt planētu, izkliedējot daļiņas atmosfērā, aptumšojot saules gaismu un kompensējot daļu no siltumnīcefekta gāzu emisiju izraisītās sasilšanas, ir precedents: daba to jau dara.
Lieli vulkāna izvirdumi, piemēram, Pinatubo kalns 1991. gadā, ir izplūduši gaisā miljoniem tonnu sēra dioksīda, kas turpmākajos gados pazemināja globālo temperatūru. Sēra dioksīds, ko izdala ogļu rūpnīcas un kuģi, rada arī izmērāmu dzesēšanas efektu.
Daži kritiķi uzskata, ka to darīt apzināti, lai cīnītos pret klimata pārmaiņām, ir neapdomīgi pat apdomāt, nemaz nerunājot par eksperimentiem. Dažos pētījumos ir atklāts, ka saules ģeoinženierija var būtiski mainīt nokrišņu daudzumu un samazināt ražu noteiktās vietās . No otras puses, cits papīri ir secinājuši, ka ģeoinženierijas ietekme uz vidi varētu būt neliela tiek darīts mērenā veidā .
Bet visi līdz šim veiktie pētījumi, ar dažiem nelieliem izņēmumiem , ir veikta datormodeļos vai laboratorijas eksperimentos. Tāpēc Keutsch un viņa kolēģi apgalvo, ka viņu balonu izmēģinājumi ir būtisks nākamais solis.
Pamatideja viņu tā sauktajiem SCoPEx eksperimentiem, pirmo reizi tika ierosināts 2014. gadā , ir palaist gaisa balonu, kas aprīkots ar dzenskrūvēm un sensoriem, kas aptuveni kilometru garā strūklā atbrīvotu līdz diviem kilogramiem submikrometra izmēra daļiņas. Komerciāla lidmašīna ik minūti izsūknē līdzīgu daudzumu materiāla, Kīts atzīmē .
Tad balons saslīdēja apkārt un lēnām zigzaga virzījās cauri spalvu no pretējā virziena. Tās sensori mēģinātu izmērīt, cik plaši daļiņas izkliedējas, kā tās mijiedarbojas ar citiem savienojumiem un cik daudz saules gaismas tās atstaro.
AR SCOPEX ATKLĀTĀJĀMNeatkarīgi no tā, ko viņi atrada, to varēja izmantot datoru modeļos, uzlabojot mūsu izpratni par izsmidzināšanu simtiem tūkstošu līdz miljoniem tonnu materiālu var darīt.
Šobrīd komanda cer veikt vairākus lidojumus vairāku gadu garumā. Sākumā viņi plāno atbrīvot smalkus kalcija karbonāta putekļus, kas ir galvenā krīta sastāvdaļa, bet galu galā pētnieki vēlas pārbaudīt citus materiālus, iespējams, tostarp sērskābi (kas ir no vulkāniem izdalītā sēra dioksīda blakusprodukts).
Bet daži baidās, ka pat šie ierobežotie eksperimenti ir solis par tālu.
Vils Bērnss, Amerikas Universitātes Oglekļa aizvākšanas tiesību un politikas institūta līdzdirektors, uzskata, ka ir jācenšas panākt kaut kādu globālu vienprātību par to, vai sabiedrībai kādreiz vajadzētu izmantot šādu rīku, pirms tiek uzsākti eksperimenti ārpus telpām.
Bet viņam atbilde ir nē: ietekme uz vidi nav zināma. Izaicinājumi, kas saistīti ar šāda rīka pārvaldību, ir milzīgi — viena valsts varētu veikt saules ģeoinženieriju viena pati, taču tas ietekmētu visas valstis. Un nākamās paaudzes varētu būt spiestas pārvaldīt sekas simtiem gadu. Viņš piebilst, ka mēs nevaram zināt, ko tas patiešām darīs planētas mērogā, kamēr tas nav pilnībā izvērsts, un tajā brīdī mēs būsim iestrēguši ar jebkādiem sausumiem vai citām briesmām, līdz tā sekas mazināsies.
Dažas vides grupas un ģeoinženieru kritiķi aicina valdības amatpersonas Zviedrijā, kur sāktos pirmais SCoPEx lidojums, un Zviedrijas Kosmosa korporācijas vadītājus, kas tos pārvaldītu, iebilst pret eksperimentiem. Viņi neapstrīd, ka pats pētījums rada vides riskus, bet gan to, ka tas rada slidenu nogāzi uz normalizāciju un bīstama un spēcīga instrumenta ieviešanu.
Saules ģeoinženierija ir tehnoloģija ar ārkārtēju seku potenciālu, un tā izceļas kā bīstama, neparedzama un nevadāma, teikts Greenpeace Sweden, Biofuelwatch un citu grupu izdotā vēstulē. Nav attaisnojuma tādu tehnoloģiju testēšanai un eksperimentēšanai, kuras šķiet pārāk bīstamas, lai tās jebkad izmantotu.
Negribīgais pētnieks
Keutsch saka, ka ir ļoti pamatotas bažas, ka ģeoinženierijas eksperimenti varētu padarīt tehnoloģiju iespējamo izmantošanu. Kā viņš man teica intervijas laikā savā birojā, viņš pats domā, ka ģeoinženierija ir nepareizs veids, kā risināt klimata pārmaiņas. Viņš to salīdzināja ar opiātiem, kas mazina akūtas sāpes, bet izraisa citas problēmas, piemēram, atkarību. Daudz drošāks un efektīvāks risinājums būtu ātri samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Taču viņš baidās, ka klimata pārmaiņas ir tik tālu un, iespējams, kļūs tik graujošas, ka kāda izmisusi nācija jebkurā gadījumā var virzīties uz priekšu ar ģeoinženieriju. Agrāk Hārvardas pētījums atklāja ka izmaksas par specializētu lidmašīnu flotes izstrādi un lidošanu, lai veiktu šo darbu, izmaksātu tikai 2 miljardus ASV dolāru gadā, padarot to daudzu valstu ekonomiski sasniedzamu.
Tā kā tas ir vienīgais instruments, kas var reāli mainīt globālo temperatūru politiskā termiņa laikā, tas varētu kļūt par neticami vilinošu iespēju valstīm, kuras cieš no nāvējošiem karstuma viļņiem, sausuma, bada, ugunsgrēkiem vai plūdiem. Tā izmantošana bez pietiekamiem pētījumiem būtu ļoti bīstama, saka Keutsch.
Hārvardas profesors Frank Keutsch, SCoPEx galvenais pētnieks.
ELĪZA GRINNELLA, HARVARDA INŽENIEŽU UN LIETIETO ZINĀTŅU SKOLACilvēki domā, ka tāpēc, ka es veicu ģeoinženierijas izpēti, es kaut kā vēlos nodarboties ar ģeoinženieru, viņš saka. Mans viedoklis patiesībā ir ļoti spēcīgs, ka es ļoti ceru, ka mēs nekad nenonāksim situācijā, kad tas tiešām ir jādara, jo es joprojām uzskatu, ka tas ir ļoti biedējošs jēdziens un kaut kas noies greizi.
Taču tajā pašā laikā, manuprāt, ir ļoti svarīgi labāk izprast, kādi riski var būt, viņš piebilst. Un es domāju, ka attiecībā uz tiešo izpēti, kas mani visvairāk interesē, ja ir materiāla veids, kas var ievērojami samazināt riskus, es domāju, ka mums par to būtu jāzina.
Uzraudzība
Komanda sākotnēji cerēja sākt lidojumus ar gaisa balonu jau 2018. gadā Tuksonā, Arizonā, un pēc tam izpētīt plānus Ņūmeksikā. Viņi izvēlējās pārcelt pirmos centienus uz Zviedriju Covid-19 un citu loģistikas un plānošanas problēmu dēļ, teikts projekta vietnē.
Daļa no kavēšanās bija saistīta ar Keutsch komandas lēmumu izveidot neatkarīgu komiteju, lai novērtētu ierosināto eksperimentu ētisko un juridisko ietekmi. Viņiem tādam nebija jābūt, jo pētniecībai nav federāla finansējuma. (Patiesi, kad projekts sākās, tur bija nav ASV federālā finansējuma ģeoinženierijas pētījumiem. Projekts tiek īstenots, izmantojot Hārvardas iekšējo naudu un ziedojumus no personām un grupām, tostarp Bils Geitss , Viljama un Floras Hjūletu fonds, Alfrēda P. Slouna fonds, un citi .)
Bet Džeina Longa, bijusī Lawrence Livermore Nacionālās laboratorijas asociētā direktore, stingri ieteica izveidot ārēju pārbaudes komiteju. (Viņa arī palīdzēja izvēlēties tās priekšsēdētāju.) Šīs tehnoloģijas nākotnei bija svarīgi, lai viņi netiktu uzskatīti par sliktiem zinātniekiem, kas bēg veikt kādu eksperimentu bez jebkādas pārskatīšanas, viņa saka.
Long uzsver, ka sākotnēji ierosinātie eksperimenti ir ļoti maza mēroga un, visticamāk, neradīs draudus veselībai vai videi. Taču padome, viņa saka, liek pētniekiem formulēt, kam darbs ir paredzēts, un risināt sabiedrības bažas.
Komiteja jau ir izdevusi ziņojumu, kurā sniegti ieteikumi par to, kā pētniecības grupai vajadzētu sazināties ar sabiedrību pirms jebkādiem lidojumiem, kas izdala daļiņas. Cita starpā, tas iesaka s izveido instruktāžu grāmatu, lai izskaidrotu problēmas, un aicinot cilvēkus, kas dzīvo netālu no gaisa balonu lidojuma trajektorijas, piedalīties pārdomātā dialogā par pašu eksperimentu, kā arī par saules ģeoinženierijas pētījumu pārvaldību.
Tomēr Bērnss un citi apgalvo, ka komitejai trūkst dažu būtisku balsu, tostarp ģeoinženierijas pētījumu kritiķu un nabadzīgāku valstu pārstāvju. Un viņš uzskata, ka šīs aklās vietas ir acīmredzamas komitejas sākotnējā ziņojumā. Tas pieņem un zināmā mērā liecina par neobjektivitāti, ka mēs tikai veicam sabiedrības iesaistīšanos, lai noskaidrotu, kā nokļūt nākamajā posmā attiecībā uz lauka eksperimentiem, un šķiet, ka tas rada zināmu iepriekšēju secinājumu attiecībā uz to, notiks un kam jānotiek, viņš saka.
Ko viņi varētu iemācīties
Keutsch komanda jau ir palaist datorsimulācijas pētot, kā daļiņas, kas izdalās no viņu aprīkojuma, izkliedēsies gaisā. Ja un kad viņi sāks to reāli pārbaudīt, viņiem vajadzētu spēt precīzāk izmērīt, kā kalcija karbonāta vai sērskābes plankumi izkliedējas vai saplūst kopā — tas ir būtisks tests tam, cik labi šie materiāli varētu darboties ģeoinženierijā. Ja daļiņas ir pārāk lielas, tās pārāk ātri nogrims no stratosfēras, un būs nepieciešams vairāk materiālu, lai izkliedētu tādu pašu saules gaismas daudzumu.
Vēl viens būtisks jautājums ir par to, kā daļiņas reaģēs ar citām stratosfēras ķīmiskajām vielām, jo īpaši kalcija karbonātu, jo tas tur augšā dabā nenotiek.
AR SCOPEX ATKLĀTĀJĀMKeutsch saka, ka komanda izvēlējās kalcija karbonātu, nevis sulfātus, divu iemeslu dēļ: sulfāti iznīcina aizsargājošo ozona slāni, un, lai gan tiem ir dzesēšanas efekts uz Zemes virsmas, tie sasilda stratosfēru. Tas varētu izjaukt laika apstākļus tādos veidos, ko varētu būt grūti paredzēt. Viņš saka, ka jūs mēģināt izbāzt Zemes sistēmu tā, ka, manuprāt, mūsu modeļi nav labi prognozējami.
Tomēr kalcija karbonāts nāk ar saviem nezināmajiem. Tie eksperimenti stikla caurulē atrasts ka tas īpaši nereaģē ar savienojumiem, ar kuriem tas saskarsies stratosfērā. Bet veids, kā tas mijiedarbojas ar citām ķimikālijām reālajā, var ietekmēt to, cik daudz ultravioletā starojuma tiek absorbēts un cik daudz saules gaismas tiek izkliedēts.
Lidojumu novērojumi varētu palīdzēt uzlabot mūsu izpratni par to, cik daudz šo materiālu var būt nepieciešams, lai pazeminātu globālo temperatūru, kādus riskus varētu radīt to atbrīvošanās vai tas vispār darbosies.
Taču joprojām būs reāli ierobežojumi tam, ko pētnieki var mācīties no nelieliem balonu eksperimentiem. Viņi nespēs noteikt stratosfērā izlaisto daļiņu ilgtermiņa likteni, jo tās ātri kļūs pārāk atšķaidītas, lai tās atklātu. Turklāt Keutsch atzīst, ka vienkārši ir dažas lietas, kuras nevar zināt, kamēr kāds nav ieviesis saules ģeoinženieriju pilnā apjomā.
Viņš saka, ka Zemes sistēma ir tik sarežģīta. Es nedomāju, ka mēs varam pilnībā paredzēt. Mēs nekad nevaram būt īsti pārliecināti par to, kas notiks, kad jūs to darīsit.