Техно

Как спасти Землю от глобального потепления

Для снижения температуры планеты ученые строят ловушки CO2, разворачивают в космосе гигантские зонты и распыляют алмазную пыль

Одной из самых серьезных экологических проблем является глобальное потепление. На днях профессор Питер Уодхэмс из Кембриджского университета заявил, что к 2017 г. впервые за 100 тыс. лет может растаять значительная часть арктических льдов. Заключение ученого основано на спутниковых данных, которые показали, что за 30 лет ледяная площадь в Арктике сократилась на 1,5 млн кв. км и уже через год льда останется рекордно мало. Так, в центральной Арктике и на Северном полюсе он растает практически полностью, что может спровоцировать потепление климата Земли на 0,6 градуса и сопутствующее катаклизмы.

Впрочем, другие ученые утверждают, что все это произойдет немного позже. По прогнозам профессора Колумбийского университета, климатолога Джеймса Хансена, к 2100 г. таяние Арктики приведет к повышению уровня мирового океана от одного до пяти метров. Однако ранее считалось, что Антарктида будет не таять, а, наоборот, обрастать льдом. Но Роб Деконто из Массачусетского университета в Амхерсте создал компьютерную модель, максимально достоверно оценивающую изменение состояния льдов Антарктиды. Она показала, что, подвергаясь воздействию плюсовой летней температуры, плавучие шельфовые ледники в скором времени начнут активно таять. И как только они исчезнут, начнется таяние огромных ледяных скал.

Похоже, к этому все идет. В мае американское космическое агентство NASA опубликовало отчет, в котором говорится, что нынешний год ознаменовался самым жарким за всю историю наблюдений апрелем. Шестой месяц подряд температура отклоняется от среднего показателя 1951—1980 гг. более чем на процент, и дальше будет только теплее. А по расчетам знаменитого американского метеоролога Эрика Хольтхауса, много лет изучающего проблему глобального потепления, за последний год температура на планете увеличилась на 25% с 1880-х годов и тенденция сохранится в будущем.

Экологи предупреждают, что к 2100 г. температура на Земле может повыситься на 3 градуса. И это при том, что каждые полградуса могут иметь свои катастрофические последствия. Это, в частности, доказала команда исследователей из Германии, Швейцарии, Австрии и Нидерландов. Они заключили, что при повышении температуры всего на 2 градуса уровень моря повысится на 50 см, что, кроме всего прочего, грозит уничтожением тропических коралловых рифов. В средиземноморском регионе с увеличением температуры на 1,5 градуса количество пресной воды  может снизиться на 10% по сравнению с концом XX в. А при повышении температуры на 2 градуса этот показатель повысится до 20%. В свою очередь ведущий автор исследования, профессор Потсдамского университета Карл Шлеснер говорит, что разница среднемировой температуры в половину градуса может иметь негативные последствия для урожая сельскохозяйственных культур, особенно в Центральной Америке и Западной Африке.

Понимая масштабы проблемы, в декабре прошлого года представители разных стран мира собрались на климатический саммит в Париже, а в апреле представители 160 стран подписали соглашение по климату, чтобы ограничить глобальное потепление. Было решено удержать его рост на планете к концу XXI в. в пределах 1,5—2 градусов по отношению к средней температуре доиндустриальной эпохи (к 1990 г.). Но остается открытым вопрос— как этого достичь?

Сейчас мировые инженеры разрабатывают технологии, способные сдерживать рост температур. В последнее время в этой сфере появилось несколько перспективных разработок, обещающих решить проблему глобального потепления и выброса парниковых газов. Например, в сентябре этого года в Швейцарии, недалеко от Цюриха, откроется первая в мире коммерческая установка, собирающая парниковые газы. Конструкция, созданная специалистами швейцарской компании Climeworks, будет всасывать углекислый газ из воздуха, а затем выпускать его в местах, где он нужен. Например, СО2 можно использовать в теплицах для стимулирования роста овощей.

Система работает по принципу прямого захвата воздуха: он проходит через волокнистый губкообразный материал, пропитанный особыми веществами — аминами, задерживающими углекислый газ. Увеличив температуру, можно высвободить чистый углекислый газ и продать его предприятиям. Таким образом, установка не только улучшит экологию, но и обеспечит прибыль. Предполагается, что конструкция будет собирать до 3 т углекислого газа в день. По словам директора Climeworks Доминика Кроненберга, использовать технологию довольно просто, а преимущество получения CO2 из воздуха — независимость установки от источника углекислого газа. Соответственно, не придется платить за транспортировку. В перспективе планируется добавить в конструкцию модули по захвату дополнительного количества CO2 для производства жидкого топлива.

Ученые из Университета Женевы и Технологического института Карлсруэ предложили более радикальный вариант борьбы с глобальным потеплением. Они собираются с помощью лазера дробить ледяные кристаллы в перистых облаках: чем мельче частицы льда в облаках и чем их больше, тем интенсивнее облака отражают падающий на них свет. И если размельчать ледяные кристаллы, можно отражать солнечный свет обратно в космос, препятствуя таким образом глобальному потеплению.

При попадании лазерного луча на частицу льда в ее центре температура резко возрастает и она взрывается. В итоге большая часть частицы превращается в пар, а водяные пары быстро конденсируются, образуя еще более мелкие частицы. Автор идеи Мэри Мэттьюз из Женевского университета говорит, что технология продемонстрировала свою эффективность в лабораторных условиях. Осталось создать мощный мобильный лазер для применения в любых условиях.

Ранее американский астроном Роджер Энджел из Университета Аризоны для защиты Земли от глобального потепления предложил развернуть в космосе гигантский солнечный зонт, состоящий из 16 трлн тончайших  кремниевых дисков. Вместе они должны сформировать облако цилиндрической формы шириной в 100 тыс. км с осью по линии Солнце—Земля. Солнечный свет будет отклоняться с помощью специальной прозрачной пленки, которая есть в каждом мини-аппарате. Выведет такую систему на орбиту ионный двигатель на солнечной энергии, уже применяемый в конструкции орбитального аппарата ЕКА Smart-1. Энджел говорит, что тень от космического зонта способна надежно защитить планету от глобального потепления: в частности, по сравнению с доиндустриальным временем тропики будут на 1,5 градуса холоднее.

Не менее оригинальную разработку предложили ученые из Гарвардского университета, создавшие технологию охлаждения планеты с  помощью крошечных частичек алмазов. Такая методика станет безопасной альтернативой обсуждающийся уже несколько лет технологии впрыскивания в атмосферу сульфатных спреев на водной основе: считается, что они способны отражать и рассеивать солнечную энергию. Ведущий автор работы Дебра Вайзенштейн из Гарвардского университета говорит, что алюминий и алмазная пыль гораздо меньше, чем сульфатные спреи, влияют на озон и меньше нагревают стратосферу. К тому же алмазная пыль как минимум на 50% эффективнее.

Разумеется, все упомянутые "космические" способы защиты планеты от глобального потепления пока только в разработке и их внедрение требует глобальных инвестиций и создания дополнительных технологий.