DIY op planetaire schaal

Van het planten van bossen op continentale schaal tot de kunstmatige inductie van neerslag, wetenschappers zijn begonnen met het voorstellen, testen en in sommige gevallen implementeren van grootschalige geo-engineeringprojecten om de planeet radicaal te transformeren (1). Deze projecten zijn bedoeld om mondiale problemen op te lossen, zoals woestijnvorming, droogte of een teveel aan koolstofdioxide in de atmosfeer, maar zijn op zichzelf al zeer problematisch.

Het nieuwste fantastische idee om de effecten van de opwarming van de aarde om te keren stoot onze planeet af naar een baan verder van de zon. In de onlangs uitgebrachte Chinese sciencefictionfilm The Wandering Earth verandert de mensheid de baan van de aarde met enorme stuwraketten om expansie te voorkomen (2).

Is iets soortgelijks mogelijk? Experts waren bezig met berekeningen, waarvan de resultaten enigszins alarmerend zijn. Als bijvoorbeeld SpaceX Falcon Heavy-raketmotoren zouden worden gebruikt, zouden er 300 miljard "lanceringen" op vol vermogen nodig zijn om de aarde in een baan om Mars te krijgen, terwijl de meeste materie van de aarde zou worden gebruikt voor constructie en energie. Dit is. Iets efficiënter zou een ionenmotor zijn die in een baan om de aarde wordt geplaatst en op de een of andere manier aan de planeet is vastgemaakt - hij zou zogenaamd 13% van de massa van de aarde gebruiken om de resterende 87% naar een andere baan te verplaatsen. Dus misschien? Het zou bijna twintig keer de diameter van de aarde moeten zijn, en de reis naar de baan om Mars zou nog steeds ... een miljard jaar duren.

2. Frame uit de film "The Wandering Earth"

Daarom lijkt het erop dat het project om de aarde in een koudere baan te "duwen" in de toekomst voor onbepaalde tijd moet worden uitgesteld. In plaats daarvan is een van de projecten die al op meer dan één locatie lopen, aanleg van groene barrières op grote oppervlakten van de planeet. Ze bestaan ​​uit inheemse vegetatie en zijn geplant aan de rand van woestijnen om verdere verwoestijning tegen te gaan. De twee grootste muren zijn bekend onder hun Engelse naam in China, dat 4500 km lang probeert de verspreiding van de Gobi-woestijn in te dammen, en grote groene muur in Afrika (3), tot 8 km op de grens van de Sahara.

3. Insluiting van de Sahara in Afrika

Maar zelfs de meest optimistische schattingen laten zien dat we minstens een miljard hectare extra bos nodig zullen hebben om de effecten van de opwarming van de aarde in te dammen door de benodigde hoeveelheid CO2 te neutraliseren. Dit is een gebied zo groot als Canada.

Volgens wetenschappers van het Potsdam Institute for Climatic Research heeft het planten van bomen ook een beperkte impact op het klimaat en leidt het tot onzekerheid over de effectiviteit ervan. Liefhebbers van geo-engineering zoeken naar meer radicale manieren.

De zon blokkeren met grijs

Techniek die vele jaren geleden is voorgesteld sproeien van zure verbindingen in de atmosfeer, ook gekend als SRM (zonnestralingsbeheer) is een reproductie van de omstandigheden die optreden tijdens grote vulkaanuitbarstingen waarbij deze stoffen in de stratosfeer vrijkomen (4). Dit draagt ​​onder meer bij aan de vorming van wolken en de vermindering van de zonnestraling die het aardoppervlak bereikt. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld bewezen dat hij geweldig is Pinatubo in de Filippijnen leidde het in 1991 tot een wereldwijde temperatuurdaling van ongeveer 0,5°C over een periode van minstens twee jaar.

4. Effect van zwavelaërosolen

In feite heeft onze industrie, die al tientallen jaren enorme hoeveelheden zwaveldioxide als vervuilende stof uitstoot, al lang bijgedragen aan het verminderen van de transmissie van zonlicht. naar schatting leveren deze verontreinigende stoffen in de warmtebalans ongeveer 0,4 watt "verlichting" voor de aarde per vierkante meter. De vervuiling die we veroorzaken met kooldioxide en zwavelzuur is echter niet permanent.

Deze stoffen stijgen niet op in de stratosfeer, waar ze een permanente anti-zonnefilm zouden kunnen vormen. De onderzoekers schatten dat om het effect van concentratie in de atmosfeer van de aarde in evenwicht te brengen, er minstens 5 miljoen ton of meer in de stratosfeer zou moeten worden gepompt.₂ en andere stoffen. Voorstanders van deze methode, zoals Justin McClellan van Aurora Flight Sciences in Massachusetts, schatten dat de kosten van een dergelijke operatie ongeveer $ 10 miljard per jaar zouden bedragen - een aanzienlijk bedrag, maar niet genoeg om de mensheid voor altijd te vernietigen.

Helaas heeft de zwavelmethode nog een nadeel. Koeling werkt goed in warmere streken. In de regio van de polen - bijna geen. Dus, zoals je kunt raden, kan het proces van smeltend ijs en stijgende zeespiegel niet op deze manier worden gestopt, en de kwestie van verliezen door overstromingen van laaggelegen kustgebieden zal een reële bedreiging blijven.

Onlangs hebben wetenschappers van Harvard een experiment uitgevoerd om aerosolsporen op een hoogte van ongeveer 20 km te introduceren - onvoldoende om een ​​significante impact op de stratosfeer van de aarde te hebben. Ze (SCoPEx) werden uitgevoerd met een ballon. De aerosol bevatte w.i. sulfaten, die een waas creëren die zonlicht weerkaatst. Dit is een van de vele geo-engineeringprojecten op beperkte schaal die in verrassende aantallen op onze planeet worden uitgevoerd.

Ruimteparaplu's en de toename van het albedo van de aarde

Naast andere projecten van dit type trekt het idee de aandacht gigantische paraplu lancering de ruimte in. Dit zou de hoeveelheid zonnestraling die de aarde bereikt, beperken. Dit idee bestaat al tientallen jaren, maar bevindt zich nu in de creatieve ontwikkelingsfase.

Een artikel gepubliceerd in 2018 in het tijdschrift Aerospace Technology and Management beschrijft het project, dat de auteurs noemen. In overeenstemming hiermee is het de bedoeling om een ​​dun breed koolstofvezellint te plaatsen op het Lagrange-punt, dat een relatief stabiel punt is in het complexe systeem van zwaartekrachtinteracties tussen de aarde, de maan en de zon. Het blad blokkeert slechts een klein deel van de zonnestraling, maar dat zou voldoende kunnen zijn om de wereldwijde temperatuur onder de 1,5 ° C-limiet te brengen die is vastgesteld door het International Climate Panel.

Ze presenteren een enigszins vergelijkbaar idee grote ruimte spiegels. Ze werden vroeg in de 1e voorgesteld door astrofysicus Lowell Wood van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. Om het concept effectief te laten zijn, moet de reflectie op minimaal 1,6% van het zonlicht vallen en moeten de spiegels een oppervlakte hebben van XNUMX miljoen km².².

Anderen willen de zon blokkeren door te stimuleren en daarom een ​​proces toe te passen dat bekend staat als cloud seeding. "Zaden" zijn nodig om druppels te genereren. Natuurlijk vormen zich waterdruppels rond stofdeeltjes, pollen, zeezout en zelfs bacteriën. Het is bekend dat hiervoor ook chemicaliën als zilverjodide of droogijs gebruikt kunnen worden. Dit kan gebeuren met de reeds bekende en gebruikte methoden. verhelderende en wittende wolken, voorgesteld door natuurkundige John Latham in 1990. Het Sea Cloud Lightning Project aan de Universiteit van Washington in Seattle stelt voor om een ​​blekend effect te bereiken door zeewater op wolken boven de oceaan te sproeien.

Andere opmerkelijke voorstellen toename van het albedo van de aarde (dat wil zeggen, de verhouding van gereflecteerde straling tot invallende straling) zijn ook van toepassing op het wit schilderen van huizen, het planten van heldere planten en misschien zelfs het leggen van reflecterende platen in de woestijn.

We hebben onlangs absorptietechnieken beschreven die deel uitmaken van het geo-engineeringarsenaal bij MT. Ze zijn over het algemeen niet mondiaal van omvang, maar als hun aantal toeneemt, kunnen de gevolgen mondiaal zijn. Er wordt echter gezocht naar methoden die de naam geo-engineering verdienen. CO-verwijdering₂ uit de atmosfeer kan, volgens sommigen, passeren de oceanen zaaiendie tenslotte een van de belangrijkste koolstofputten op onze planeet zijn, die verantwoordelijk zijn voor het verminderen van ongeveer 30% van de CO₂. Het idee is om hun efficiëntie te verbeteren.

De twee belangrijkste manieren zijn om de zeeën te bemesten met ijzer en calcium. Dit stimuleert de groei van fytoplankton, dat koolstofdioxide uit de atmosfeer zuigt en helpt om het op de bodem af te zetten. Door toevoeging van calciumverbindingen ontstaat er een reactie met CO.₂ al opgelost in de oceaan en de vorming van bicarbonaationen, waardoor de zuurgraad van de oceanen wordt verminderd en ze ontvankelijker worden voor het opnemen van meer CO₂.

Ideeën van Exxon Stables

De grootste sponsors van geo-engineeringonderzoek zijn The Heartland Institute, Hoover Institution en American Enterprise Institute, die allemaal voor de olie- en gasindustrie werken. Daarom worden geo-engineeringconcepten vaak bekritiseerd door voorstanders van koolstofreductie die naar hun mening de aandacht afleiden van de essentie van het probleem. Daarnaast toepassing van geo-engineering zonder emissiereductie maakt de mensheid afhankelijk van deze methoden zonder het echte probleem op te lossen.

Oliemaatschappij ExxonMobil staat sinds de jaren negentig bekend om haar gedurfde wereldwijde projecten. Naast het bemesten van de oceanen met ijzer en het bouwen van $ 90 biljoen zonnebescherming in de ruimte, stelde ze ook voor het oceaanoppervlak te bleken door heldere lagen, schuim, drijvende platforms of andere "reflecties" op het wateroppervlak aan te brengen. Een andere optie was om Arctische ijsbergen naar lagere breedtegraden te slepen, zodat de witheid van het ijs de zonnestralen zou reflecteren. Natuurlijk werd meteen het gevaar van een kolossale toename van de oceaanvervuiling opgemerkt, om nog maar te zwijgen van de enorme kosten.

Experts van Exxon hebben ook voorgesteld om grote pompen te gebruiken om water van onder het Antarctische zee-ijs te verplaatsen en het vervolgens in de atmosfeer te spuiten om als sneeuw of ijsdeeltjes op de Oost-Antarctische ijskap te worden afgezet. Voorstanders beweerden dat als drie biljoen ton per jaar op deze manier zou worden opgepompt, er 0,3 meter meer sneeuw op de ijskap zou liggen, maar vanwege de enorme energiekosten werd dit project niet meer genoemd.

Een ander idee van Exxon-stallen zijn dunne-film helium gevulde aluminium ballonnen in de stratosfeer, geplaatst tot 100 km boven het aardoppervlak om zonlicht te verstrooien. Er is ook voorgesteld om de circulatie van water in de oceanen van de wereld te versnellen door het zoutgehalte van enkele belangrijke regio's, zoals de Noord-Atlantische Oceaan, te reguleren. Om het water zouter te maken, werd onder meer gedacht aan het behoud van de Groenlandse ijskap, die het snelle smelten ervan zou voorkomen. Het neveneffect van de afkoeling van de Noord-Atlantische Oceaan zou echter zijn dat Europa afkoelt, waardoor het voor mensen moeilijker wordt om te overleven. Een kleinigheid.

Gegevens verstrekt Geo-engineeringmonitor - een gezamenlijk project van Biofuelwatch, ETC Group en Heinrich Boell Foundation - laat zien dat er over de hele wereld nogal wat geo-engineeringprojecten zijn geïmplementeerd (5). De kaart toont actief, voltooid en verlaten. Het blijkt dat er nog steeds geen gecoördineerd internationaal beheer van deze activiteit is. Het is dus niet strikt wereldwijde geo-engineering. Meer als hardware.

5. Kaart van geo-engineeringprojecten volgens de site map.geoengineeringmonitor.org

De meeste projecten, meer dan 190, zijn al uitgevoerd. koolstofvastlegging:, d.w.z. koolstofafvang en -opslag (CCS), en ongeveer 80 – koolstofafvang, gebruik en opslag (, KUS). Er zijn 35 oceaanbemestingsprojecten en meer dan 20 stratosferische aerosol-injectieprojecten (SAI) geweest. In de lijst Geoengineering Monitor vinden we ook enkele cloudgerelateerde activiteiten terug. Het grootste aantal projecten is gemaakt voor weersmodificatie. Uit de gegevens blijkt dat er 222 gebeurtenissen waren die verband hielden met een toename van de neerslag en 71 gebeurtenissen die verband hielden met een afname van de neerslag.

Geleerden blijven argumenteren

Het enthousiasme van de initiatiefnemers van de ontwikkeling van klimatologische, atmosferische en oceanische fenomenen op wereldschaal roept voortdurend vragen op: weten we echt genoeg om ons zonder angst aan geo-engineering te wijden? Wat als bijvoorbeeld grootschalige cloud seeding de waterstroom verandert en het regenseizoen in Zuidoost-Azië vertraagt? Hoe zit het met de rijstteelt? Wat als bijvoorbeeld het dumpen van tonnen ijzer in de oceaan de vispopulatie langs de kust van Chili wegvaagt?

in de oceaan, voor het eerst geïmplementeerd voor de kust van British Columbia in Noord-Amerika in 2012, mislukte al snel met enorme algenbloei. Eerder in 2008 keurden 191 VN-landen een verbod op oceaanbemesting goed uit angst voor onbekende bijwerkingen, mogelijke wijzigingen in de voedselketen of het creëren van zuurstofarme gebieden in waterlichamen. In oktober 2018 veroordeelden meer dan honderd ngo's geo-engineering als "gevaarlijk, onnodig en oneerlijk".

Zoals het geval is met medische behandelingen en veel medicijnen, provoceert geo-engineering bijwerkingendie op hun beurt afzonderlijke maatregelen zullen vereisen om ze te voorkomen. Zoals Brad Plumer opmerkte in The Washington Post, zijn geo-engineeringprojecten eenmaal begonnen, moeilijk te stoppen. Als we bijvoorbeeld stoppen met het sproeien van reflecterende deeltjes in de atmosfeer, begint de aarde heel snel op te warmen. En plotselinge zijn veel erger dan langzame.

Een recente studie gepubliceerd in de Journal of Geosciences maakt dit duidelijk. De auteurs gebruikten voor het eerst elf klimaatmodellen om te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren als de wereld zonne-geo-engineering zou toepassen om de jaarlijkse toename van de wereldwijde COXNUMX-uitstoot met één procent te compenseren. Het goede nieuws is dat het model de wereldwijde temperaturen kan stabiliseren, maar het lijkt erop dat als geo-engineering zou stoppen als dat eenmaal is bereikt, er catastrofale temperatuurpieken zouden zijn.

Experts vrezen ook dat het meest populaire geo-engineeringproject - het pompen van zwaveldioxide in de atmosfeer - sommige regio's in gevaar zou kunnen brengen. Voorstanders van dergelijke acties zijn tegen. Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Climate Change in maart 2019 stelt gerust dat de negatieve effecten van dergelijke projecten zeer beperkt zullen zijn. Co-auteur van de studie, prof. David Keith van Harvard, een wetenschapper op het gebied van engineering en openbaar beleid, zegt dat wetenschappers niet alleen geo-engineering moeten aanraken, vooral zonne-energie.

- - Hij zei. -

Keith's paper is al bekritiseerd door degenen die vrezen dat wetenschappers bestaande technologieën overschatten en dat hun optimisme over geo-engineeringmethoden de samenleving zou kunnen ontmoedigen om inspanningen te leveren om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.

Er zijn veel onderzoeken die aantonen hoe frustrerend de toepassing van geo-engineering kan zijn. In 1991 kwam 20 megaton zwaveldioxide vrij in de hoge atmosfeer en de hele planeet was bedekt met een laag sulfaat, die een grote hoeveelheid zichtbaar licht weerkaatste. De aarde is ongeveer een halve graad Celsius afgekoeld. Maar na een paar jaar vielen de sulfaten uit de atmosfeer en keerde de klimaatverandering terug naar zijn oude, verontrustende patroon.

Interessant genoeg leken de planten het goed te doen in de ingetogen, koelere post-Pinatubo-wereld. Vooral de bossen. Een studie toonde aan dat op zonnige dagen in 1992 de fotosynthese in een bos in Massachusetts met 23% toenam in vergelijking met vóór de uitbarsting. Dit bevestigde de hypothese dat geo-engineering de landbouw niet bedreigt. Uit meer gedetailleerde studies bleek echter dat na de vulkaanuitbarsting de wereldoogst van maïs met 9,3% daalde en tarwe, sojabonen en rijst met 4,8%.

En dit zou de aanhangers van de wereldwijde afkoeling van de aarde moeten koelen.