DIY ar raddfa blaned

O blannu coedwigoedd ar raddfa gyfandirol i anwythiad artiffisial dyddodiad, mae gwyddonwyr wedi dechrau cynnig, profi, ac mewn rhai achosion gweithredu prosiectau geo-beirianneg ar raddfa fawr i drawsnewid y blaned yn radical (1). Cynlluniwyd y prosiectau hyn i ddatrys problemau byd-eang megis diffeithdiro, sychder neu ormodedd o garbon deuocsid yn yr atmosffer, ond maent yn broblematig iawn ynddynt eu hunain.

Y syniad gwych diweddaraf i wrthdroi effeithiau cynhesu byd-eang yn gwrthyrru ein planed i orbit ymhellach o'r Haul. Yn y ffilm ffuglen wyddonol Tsieineaidd a ryddhawyd yn ddiweddar The Wandering Earth , mae dynoliaeth yn newid orbit y Ddaear gyda gwthwyr enfawr i osgoi ehangu (2).

A oes rhywbeth tebyg yn bosibl? Roedd arbenigwyr yn cymryd rhan mewn cyfrifiadau, ac mae'r canlyniadau braidd yn frawychus. Er enghraifft, pe bai peiriannau rocedi Falcon Heavy SpaceX yn cael eu defnyddio, byddai'n cymryd 300 biliwn o "lansio" pŵer llawn i gael y Ddaear i orbit y blaned, tra byddai'r rhan fwyaf o ddeunydd y Ddaear yn cael ei ddefnyddio ar gyfer adeiladu a phŵer. Mae'n. Ychydig yn fwy effeithlon fyddai injan ïon wedi'i gosod mewn orbit o amgylch y Ddaear ac wedi'i gysylltu rywsut â'r blaned - yn ôl pob tebyg byddai'n defnyddio 13% o fàs y Ddaear i drosglwyddo'r 87% sy'n weddill i orbit pellach. Felly efallai? Byddai'n rhaid iddo fod bron i ugain gwaith diamedr y Ddaear, a byddai'r daith i orbit y blaned Mawrth yn dal i gymryd ... biliwn o flynyddoedd.

2. Ffrâm o'r ffilm "The Wandering Earth"

Felly, mae'n ymddangos y dylid gohirio'r prosiect o "wthio" y Ddaear i orbit oerach am gyfnod amhenodol yn y dyfodol. Yn lle hynny, un o'r prosiectau sydd eisoes ar y gweill mewn mwy nag un lleoliad, adeiladu rhwystrau gwyrdd ar arwynebau mawr y blaned. Maent yn cynnwys llystyfiant brodorol ac yn cael eu plannu ar gyrion anialwch i atal diffeithdiro pellach. Adnabyddir y ddwy wal fwyaf wrth eu henw Saesneg yn Tsieina, sydd, am 4500 km, yn ceisio atal lledaeniad Anialwch Gobi, a wal werdd wych yn Affrica (3), hyd at 8 km ar ffin y Sahara.

3. Cyfyngiad y Sahara yn Affrica

Fodd bynnag, mae hyd yn oed yr amcangyfrifon mwyaf optimistaidd yn dangos y bydd angen o leiaf un biliwn hectar o goedwigoedd ychwanegol arnom i gyfyngu ar effeithiau cynhesu byd-eang trwy niwtraleiddio'r swm gofynnol o CO2. Mae hon yr un maint â Chanada.

Yn ôl gwyddonwyr o Sefydliad Ymchwil Hinsawdd Potsdam, mae plannu coed hefyd yn cael effaith gyfyngedig ar yr hinsawdd ac yn codi ansicrwydd a yw'n effeithiol o gwbl. Mae selogion geobeirianneg yn chwilio am ffyrdd mwy radical.

Ystyr geiriau: Blocio'r haul gyda llwyd

Techneg a gynigiwyd flynyddoedd lawer yn ôl chwistrellu cyfansoddion sur i'r atmosffer, a elwir hefyd gan yr acronym SRM (rheoli ymbelydredd solar) yn atgynhyrchiad o'r amodau sy'n digwydd yn ystod ffrwydradau folcanig mawr sy'n rhyddhau'r sylweddau hyn i'r stratosffer (4). Mae hyn yn cyfrannu, ymhlith pethau eraill, at ffurfio cymylau a lleihau ymbelydredd solar sy'n cyrraedd wyneb y Ddaear. Mae gwyddonwyr wedi profi, er enghraifft, ei fod yn wych Pinatubo yn Ynysoedd y Philipinau, arweiniodd yn 1991 at ostyngiad mewn tymheredd byd-eang o tua 0,5°C dros o leiaf dwy flynedd.

4. Effaith erosolau sylffwr

Mewn gwirionedd, mae ein diwydiant, sydd wedi bod yn allyrru llawer iawn o sylffwr deuocsid fel llygrydd ers degawdau, wedi cyfrannu'n hir at leihau trosglwyddiad golau'r haul. amcangyfrifir bod y llygryddion hyn yn y cydbwysedd gwres yn darparu tua 0,4 wat o "ysgafn" ar gyfer y Ddaear fesul metr sgwâr. Fodd bynnag, nid yw'r llygredd a gynhyrchwn gyda charbon deuocsid ac asid sylffwrig yn barhaol.

Nid yw'r sylweddau hyn yn codi i'r stratosffer, lle gallent ffurfio ffilm gwrth-solar barhaol. Mae'r ymchwilwyr yn amcangyfrif, er mwyn cydbwyso effaith crynodiad yn atmosffer y Ddaear, y byddai'n rhaid pwmpio o leiaf 5 miliwn tunnell neu fwy i'r stratosffer.₂ a sylweddau eraill. Mae cefnogwyr y dull hwn, fel Justin McClellan o Aurora Flight Sciences ym Massachusetts, yn amcangyfrif y byddai cost gweithrediad o'r fath tua $10 biliwn y flwyddyn - swm sylweddol, ond dim digon i ddinistrio dynoliaeth am byth.

Yn anffodus, mae gan y dull sylffwr anfantais arall. Mae oeri yn gweithio'n dda mewn rhanbarthau cynhesach. Yn rhanbarth y polion - bron dim. Felly, fel y gallech ddyfalu, ni ellir atal y broses o doddi iâ a chodiad yn lefel y môr yn y modd hwn, a bydd y mater o golledion yn sgil llifogydd mewn ardaloedd arfordirol isel yn parhau i fod yn fygythiad gwirioneddol.

Yn ddiweddar, cynhaliodd gwyddonwyr o Harvard arbrawf i gyflwyno llwybrau aerosol ar uchder o tua 20 km - annigonol i gael effaith sylweddol ar stratosffer y Ddaear. Perfformiwyd nhw (SCOPEx) gyda balŵn. Roedd yr aerosol yn cynnwys w.i. sylffadau, sy'n creu niwl sy'n adlewyrchu golau'r haul. Mae hwn yn un o lawer o brosiectau geobeirianneg ar raddfa gyfyngedig sy'n cael eu cynnal ar ein planed mewn niferoedd syfrdanol.

Ymbarelau gofod a'r cynnydd yn albedo'r Ddaear

Ymhlith prosiectau eraill o'r math hwn, mae'r syniad yn denu sylw lansiad ymbarél enfawr i'r gofod allanol. Byddai hyn yn cyfyngu ar faint o belydriad solar sy'n cyrraedd y Ddaear. Mae'r syniad hwn wedi bodoli ers degawdau, ond mae bellach yn y cyfnod datblygu creadigol.

Mae erthygl a gyhoeddwyd yn 2018 yn y cyfnodolyn Aerospace Technology and Management yn disgrifio'r prosiect, y mae'r awduron yn ei enwi. Yn unol ag ef, bwriedir gosod rhuban ffibr carbon tenau eang ar bwynt Lagrange, sy'n bwynt cymharol sefydlog yn y system gymhleth o ryngweithio disgyrchiant rhwng y Ddaear, y Lleuad a'r Haul. Dim ond cyfran fach o ymbelydredd solar y mae'r ddeilen yn ei rhwystro, ond gallai hynny fod yn ddigon i ddod â thymheredd byd-eang o dan y terfyn 1,5 ° C a osodwyd gan y Panel Hinsawdd Rhyngwladol.

Maent yn cyflwyno syniad braidd yn debyg drychau gofod mawr. Cawsant eu cynnig yn gynnar yn y 1af gan yr astroffisegydd Lowell Wood o Labordy Cenedlaethol Lawrence Livermore yng Nghaliffornia. Er mwyn i'r cysyniad fod yn effeithiol, rhaid i'r adlewyrchiad ddisgyn ar o leiaf 1,6% o olau'r haul, a rhaid i'r drychau fod ag arwynebedd o XNUMX miliwn km².².

Mae eraill eisiau rhwystro'r haul trwy ysgogi ac felly cymhwyso proses o'r enw hadu cwmwl. Mae angen "hadau" i gynhyrchu diferion. Yn naturiol, mae diferion dŵr yn ffurfio o amgylch gronynnau llwch, paill, halen môr, a hyd yn oed bacteria. Mae'n hysbys y gellir defnyddio cemegau fel ïodid arian neu iâ sych hefyd ar gyfer hyn. Gall hyn ddigwydd gyda'r dulliau hysbys a ddefnyddir eisoes. cymylau disgleirio a gwynnu, a gynigiwyd gan y ffisegydd John Latham ym 1990. Mae Prosiect Mellt Cwmwl y Môr ym Mhrifysgol Washington yn Seattle yn cynnig cyflawni effaith cannu trwy chwistrellu dŵr môr ar gymylau dros y cefnfor.

Cynigion nodedig eraill cynnydd yn albedo'r Ddaear (hynny yw, y gymhareb o ymbelydredd adlewyrchiedig i ymbelydredd digwyddiad) hefyd yn berthnasol i beintio tai gwyn, plannu planhigion llachar, ac efallai hyd yn oed gosod taflenni adlewyrchol yn yr anialwch.

Yn ddiweddar, fe wnaethom ddisgrifio technegau amsugno sy'n rhan o'r arsenal geobeirianneg yn MT. Yn gyffredinol nid ydynt yn fyd-eang eu cwmpas, er os bydd eu nifer yn cynyddu, gall y canlyniadau fod yn rhai byd-eang. Fodd bynnag, mae chwiliadau ar y gweill am ddulliau sy'n haeddu enw geobeirianneg. tynnu CO₂ gall yr awyrgylch, yn ol rhai, fyned trwodd hadu y moroeddsydd, wedi’r cyfan, yn un o brif sinciau carbon ein planed, ac yn gyfrifol am leihau tua 30% o CO₂. Y syniad yw gwella eu heffeithlonrwydd.

Y ddwy ffordd bwysicaf yw ffrwythloni'r moroedd â haearn a chalsiwm. Mae hyn yn ysgogi twf ffytoplancton, sy'n sugno carbon deuocsid allan o'r atmosffer ac yn helpu i'w ddyddodi ar y gwaelod. Bydd ychwanegu cyfansoddion calsiwm yn achosi adwaith â CO.₂ eisoes wedi hydoddi yn y cefnfor a ffurfio ïonau bicarbonad, a thrwy hynny leihau asidedd y cefnforoedd a'u gwneud yn barod i amsugno mwy o CO₂.

Syniadau o Exxon Stables

Noddwyr mwyaf ymchwil geobeirianneg yw The Heartland Institute, Hoover Institution, a American Enterprise Institute, sydd oll yn gweithio i'r diwydiant olew a nwy. Felly, mae cysyniadau geoengineering yn aml yn cael eu beirniadu gan eiriolwyr lleihau carbon sydd, yn eu barn nhw, yn dargyfeirio sylw oddi wrth hanfod y broblem. Eithr mae cymhwyso geoengineering heb leihau allyriadau yn gwneud dynoliaeth yn dibynnu ar y dulliau hyn heb ddatrys y broblem wirioneddol.

Mae cwmni olew ExxonMobil wedi bod yn adnabyddus am ei brosiectau byd-eang beiddgar ers y 90au. Yn ogystal â ffrwythloni'r cefnforoedd â haearn ac adeiladu $ 10 triliwn o amddiffyniad solar yn y gofod, cynigiodd hefyd gannu wyneb y cefnfor trwy osod haenau llachar, ewyn, llwyfannau arnofio, neu "adlewyrchiadau" eraill ar wyneb y dŵr. Opsiwn arall oedd tynnu mynyddoedd iâ'r Arctig i lledredau is fel bod gwynder yr iâ yn adlewyrchu pelydrau'r haul. Wrth gwrs, nodwyd y perygl o gynnydd aruthrol mewn llygredd cefnforol ar unwaith, heb sôn am y costau enfawr.

Mae arbenigwyr Exxon hefyd wedi cynnig defnyddio pympiau mawr i symud dŵr o dan iâ môr yr Antarctig ac yna ei chwistrellu i'r atmosffer i'w ddyddodi fel gronynnau eira neu iâ ar len iâ Dwyrain yr Antarctig. Honnodd cynigwyr pe bai tri triliwn o dunelli y flwyddyn yn cael eu pwmpio yn y modd hwn, yna byddai 0,3 metr yn fwy o eira ar y llen iâ, fodd bynnag, oherwydd y costau ynni enfawr, ni chrybwyllwyd y prosiect hwn mwyach.

Syniad arall o stablau Exxon yw balwnau alwminiwm ffilm tenau llawn heliwm yn y stratosffer, wedi'u gosod hyd at 100 km uwchben wyneb y Ddaear i wasgaru golau'r haul. Cynigiwyd hefyd cyflymu cylchrediad dŵr yng nghefnforoedd y byd trwy reoleiddio halltedd rhai rhanbarthau allweddol, megis Gogledd yr Iwerydd. Mewn trefn i'r dyfroedd fyned yn fwy hallt, ystyrid, yn mysg pethau eraill, gadw llen iâ Greenland, yr hyn a fyddai yn atal ei thoddi yn gyflym. Fodd bynnag, sgil-effaith oeri Gogledd yr Iwerydd fyddai oeri Ewrop, gan ei gwneud yn anoddach i fodau dynol oroesi. Treiffl.

Data a ddarparwyd Monitor Geobeirianneg - prosiect ar y cyd rhwng Biofuelwatch, ETC Group a Heinrich Boell Foundation - yn dangos bod cryn dipyn o brosiectau geobeirianneg wedi'u gweithredu ledled y byd (5). Mae'r map yn dangos gweithredol, wedi'i gwblhau ac wedi'i adael. Mae'n ymddangos nad oes rheolaeth ryngwladol gydlynol o'r gweithgaredd hwn o hyd. Felly nid geobeirianneg fyd-eang mohono mewn gwirionedd. Yn fwy fel caledwedd.

5. Map o brosiectau geoengineering yn ôl y map safle.geoengineeringmonitor.org

Mae'r rhan fwyaf o'r prosiectau, mwy na 190, eisoes wedi'u rhoi ar waith. atafaelu carbon, h.y. dal a storio carbon (CCS), a thua 80 – dal, defnyddio a storio carbon (, KUSS). Bu 35 o brosiectau ffrwythloni cefnforol a dros 20 o brosiectau chwistrellu aerosol stratosfferig (SAI). Yn y rhestr Geoengineering Monitor, rydym hefyd yn dod o hyd i rai gweithgareddau sy'n gysylltiedig â chymylau. Crëwyd y nifer fwyaf o brosiectau ar gyfer addasu'r tywydd. Mae’r data’n dangos bod 222 o ddigwyddiadau’n gysylltiedig â chynnydd mewn dyodiad a 71 o ddigwyddiadau’n gysylltiedig â gostyngiad mewn dyodiad.

Mae ysgolheigion yn parhau i ddadlau

Drwy'r amser, mae brwdfrydedd y rhai sy'n cychwyn datblygu ffenomenau hinsoddol, atmosfferig a chefnforol ar raddfa fyd-eang yn codi cwestiynau: a ydyn ni'n gwybod digon mewn gwirionedd i ymroi i geobeirianneg heb ofn? Beth os, er enghraifft, mae hadu cymylau ar raddfa fawr yn newid llif y dŵr ac yn gohirio'r tymor glawog yn Ne-ddwyrain Asia? Beth am gnydau reis? Beth, er enghraifft, os bydd dympio tunnell o haearn i'r cefnfor yn dileu'r boblogaeth pysgod ar hyd arfordir Chile?

yn y môr, a weithredwyd gyntaf oddi ar arfordir British Columbia yng Ngogledd America yn 2012, wedi'i danio'n gyflym â blodau algaidd enfawr. Yn gynharach yn 2008, cymeradwyodd 191 o wledydd y Cenhedloedd Unedig waharddiad ar ffrwythloni cefnforol rhag ofn sgîl-effeithiau anhysbys, addasiadau posibl i'r gadwyn fwyd, neu greu ardaloedd o ocsigen isel mewn cyrff dŵr. Ym mis Hydref 2018, fe wnaeth dros gant o gyrff anllywodraethol wadu geobeirianneg yn “beryglus, diangen ac annheg”.

Fel sy'n wir am driniaeth feddygol a llawer o gyffuriau, mae geobeirianneg yn ysgogi sgil effeithiaua fydd, yn ei dro, yn gofyn am fesurau ar wahân i'w hatal. Fel y nododd Brad Plumer yn y Washington Post, unwaith y bydd prosiectau geobeirianneg wedi dechrau, maent yn anodd eu hatal. Er enghraifft, pan fyddwn yn rhoi'r gorau i chwistrellu gronynnau adlewyrchol i'r atmosffer, bydd y Ddaear yn dechrau cynhesu'n gyflym iawn. Ac mae rhai sydyn yn waeth o lawer na rhai araf.

Mae astudiaeth ddiweddar a gyhoeddwyd yn y Journal of Geosciences yn gwneud hyn yn glir. Defnyddiodd ei hawduron un ar ddeg o fodelau hinsawdd am y tro cyntaf i ragweld beth allai ddigwydd pe bai'r byd yn cymhwyso geobeirianneg solar i wrthbwyso'r cynnydd o un y cant mewn allyriadau carbon deuocsid byd-eang bob blwyddyn. Y newyddion da yw y gall y model sefydlogi tymereddau byd-eang, ond mae'n edrych yn debyg pe bai geobeirianneg yn dod i ben unwaith y byddai hynny wedi'i gyflawni, y byddai pigau tymheredd trychinebus.

Mae arbenigwyr hefyd yn ofni y gallai'r prosiect geoengineering mwyaf poblogaidd - pwmpio sylffwr deuocsid i'r atmosffer - beryglu rhai rhanbarthau. Mae cefnogwyr gweithredoedd o'r fath yn gwrthwynebu. Mae astudiaeth a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn Nature Climate Change ym mis Mawrth 2019 yn rhoi sicrwydd y bydd effeithiau negyddol prosiectau o’r fath yn gyfyngedig iawn. Cyd-awdur yr astudiaeth, prof. Dywed David Keith o Harvard, ysgolhaig peirianneg a pholisi cyhoeddus, na ddylai gwyddonwyr gyffwrdd â geobeirianneg yn unig, yn enwedig solar.

- - Dwedodd ef. -

Mae erthygl Keith eisoes wedi’i beirniadu gan y rhai sy’n ofni bod gwyddonwyr yn goramcangyfrif technolegau presennol ac y gallai eu optimistiaeth ynghylch dulliau geobeirianneg atal cymdeithas rhag gwneud ymdrechion i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr.

Mae yna lawer o astudiaethau sy'n dangos pa mor rhwystredig y gall cymhwyso geobeirianneg fod. Ym 1991, rhyddhawyd 20 megaton o sylffwr deuocsid i'r atmosffer uchel, ac roedd y blaned gyfan wedi'i gorchuddio â haen o sylffad, gan adlewyrchu llawer iawn o olau gweladwy. Mae'r ddaear wedi oeri tua hanner gradd Celsius. Ond ar ôl rhai blynyddoedd, syrthiodd y sylffadau allan o'r atmosffer, a dychwelodd newid hinsawdd i'w hen batrwm cythryblus.

Yn ddiddorol, yn y byd tawelach, oerach ôl-Pinatubo, roedd y planhigion i'w gweld yn gwneud yn dda. Yn enwedig y coedwigoedd. Dangosodd un astudiaeth, ar ddiwrnodau heulog ym 1992, fod ffotosynthesis mewn coedwig yn Massachusetts wedi cynyddu 23% o gymharu â chyn y ffrwydrad. Cadarnhaodd hyn y ddamcaniaeth nad yw geobeirianneg yn bygwth amaethyddiaeth. Fodd bynnag, dangosodd astudiaethau manylach, ar ôl y ffrwydrad folcanig, bod cnydau byd o ŷd wedi gostwng 9,3%, a gwenith, ffa soia a reis wedi gostwng 4,8%.

A dylai hyn oeri cefnogwyr oeri byd-eang y byd.