Znajdź zawartość

Brytyjskie Royal Society ma opublikować w najbliższy wtorek raport na temat walki ze zmianami klimatu. Mają się w nim znaleźć niezwykle kontrowersyjne zalecenia. Naukowcy chcą bowiem, by ludzkość zaangażowała się w działania geoinżynieryjne na szeroką skalę. Zalecają masowe stosowanie "sztucznych drzew" wyłapujących dwutlenek węgla, wypuszczanie do atmosfery dużych ilości siarki czy tworzenia białych chmur, które miałyby odbijać promienie słoneczne, czy też nawożenie oceanów, w celu spowodowania bujniejszego wzrostu organizmów absorbujących CO2. Takiemu podejściu sprzeciwia się organizacja ETC Group, która specjalizuje się w monitorowaniu postępu technologicznego i wykorzystywania najnowszych osiągnięć techniki. Jej przedstawiciele zauważają, że tego typu działania, jeśli rzeczywiście mają wywrzeć jakiś wpływ na klimat, musiałyby być prowadzone na olbrzymią skalę. Jednak ich skutków nie jesteśmy w stanie przewidzieć. Nie istnieją bowiem ani odpowiednie modele komputerowe, ani nawet komputery zdolne do przetworzenia tak olbrzymich ilości danych. Prowadząc szeroko zakrojone działania geoinżynieryjne nie wiedzielibyśmy tak naprawdę, jakie będą ich skutki.

W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą. Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu. Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza. Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów. Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin. Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła. Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią. « powrót do artykułu

Niewykluczone, że w obliczu zmian klimatycznych ludzkość będzie musiała im zapobiegać poprzez takie działania jak np. rozpylanie w atmosferze dwutlenku siarki, który blokując dostęp promieni słonecznych pozwoli na schłodzenie powierzchni planety. Autorzy badań nad wpływem geoinżynierii na klimat ostrzegają, że nagłe zaprzestanie praktyk geoinżynieryjnych może być niezwykle niebezpieczne. Wyniki badań, których autorami są profesor Alan Robock, Lili Xia i Brain Zambri z Rutgers University oraz ich koledzy z University of Maryland, Yale University i Stony Brook University, zostały opublikowane w piśmie Nature Ecology & Evolution. Szybkie ocieplenie następujące po zaprzestaniu działań geoinżynieryjnych byłoby olbrzymim zagrożeniem dla środowiska naturalnego i bioróżnorodności. Jeśli działania geoinżynieryjne zostaną nagle przerwane, będzie to miało katastrofalny wpływ. Musimy więc być pewni, że działania takie możemy kończyć stopniowo, mówi profesor Robock. Rozpylanie dwutlenku siarki w górnych warstwach atmosfery jest najbardziej popularnym z pomysłów na geoinżynierię. Siarka spowoduje formowanie się chmur, które zablokują promienie słoneczne. Jednak po zaprzestaniu takich działań chmury znikną w ciągu roku lub dwóch, dlatego też samoloty rozpylające siarkę musiałyby latać praktycznie nieprzerwanie. Naukowcy zbadali scenariusz, w którym rozpylono tyle dwutlenku siarki, iż doprowadziło to do umiarkowanego schłodzenia Ziemi, a następnie zaprzestano takich działań. Na potrzeby symulacji przyjęli, że w latach 2020 – 2070 samoloty rozpylały każdego roku na równiku 5 milionów ton dwutlenku siarki. Takie działania powinny doprowadzić do równego rozłożenia się chmur na obu półkulach i obniżenia temperatury Ziemi o około 1 stopień Celsjusza. Z badań wynika jednak, że jeśli działania takie zostałyby nagle zaniechane, to dojdzie do 10-krotnie szybszego ocieplenia, niż gdyby w ogóle nie prowadzono geoinżynierii. Uczeni postanowili też sprawdzić, jak szybko musiałyby przemieszczać się organizmy, by przetrwać takie tempo ocieplenia. Problem w tym, że w wielu przypadkach trzeba się przemieszać w jednym kierunku, by odnaleźć temperatury podobne do tych, do jakich dany organizm jest przyzwyczajony, a w innym kierunku, by odnaleźć odpowiednią ilość opadów. Rośliny w ogóle nie są w stanie przemieszczać się w odpowiednim tempie. Niektórym zwierzętom może się do udać, innym nie. Profesor Robock zauważa też, że rezerwaty czy parki narodowe stanowią obecnie schronienie dla wielu gatunków roślin i zwierząt. W warunkach gwałtownego ocieplania się, nawet jeśli dany gatunek będzie przemieszczał się odpowiednio szybko, może nie znaleźć poza obszarami chronionymi miejsca, gdzie będzie mógł przebywać i gdzie zdobędzie pożywienie. Jednym z zaskakujących wyników symulacji było stwierdzenie, że jeśli nagle zakończymy działania geoinżynieryjne, to El Niño może tak ogrzać tropikalne obszary Pacyfiku, że spowoduje to katastrofalne susze w Amazonii. « powrót do artykułu

W przyszłym miesiącu w Wielkiej Brytanii zostanie przeprowadzony eksperyment, którego celem jest przetestowanie możliwości sztucznego schładzania klimatu przez człowieka. W jego ramach na wysokość 1 kilometra zostanie wpompowana woda. Będzie to pierwszy na taką skalę test systemu pompowania, który w przyszłości może zostać wykorzystany do umieszczania w stratosferze związków siarki. System pompowania miałby być wyniesiony np. przez olbrzymi balon wypełniony wodorem. Test to część programu Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering (SPICE). Został on zainspirowany wybuchem wulkanu Pinatubo w 1991 roku. Do atmosfery trafiło wówczas 20 milionów ton związków siarki, ochładzając Ziemię o 0,5 stopnia Celsjusza przez 18 miesięcy. Jeśli obecny test się powiedzie, to być może w przyszłości będą wysyłane balony z podczepionymi rurami, którymi będzie tłoczona siarka. Od chwili, w której ludzie będą w stanie intencjonalnie zmieniać klimat dzieli nas jednak wiele dziesięcioleci. W ramach eksperymentu wypełniony helem balon wyniesie wąż, którym będzie pompowana woda z prędkością 1,8 litra na minutę. Cały eksperyment posłuży do zaprojektowania 20-kilometrowego systemu. Hugh Hunt, inżynier z University of Cambridge mówi, że dostarczanie siarki za pomocą balonu może być najbardziej efektywną metodą. Szacuje on, że docelowy system może kosztować około 5 miliardów dolarów. Przed dwoma laty Rosjanie testowali dostarczanie siarki do stratosfery samolotami, jednak koszt takiego systemu byłby około 20-krotnie wyższy. Część organizacji skupiających obrońców przyrody protestuje przeciwko testowi jak i samej geoinżynierii. Zwracają uwagę, że próba, jakkolwiek nieszkodliwa, jest tylko wstępem do działań, które mogą mieć zgubne skutki, jak np. powodować susze. W ubiegłym roku ONZ zakazał geoinżynierii zagrażającej bioróżnorodności. Niektóre z obaw ekologów podziela Alan Robock, meteorolog z Rutgers University. Z przeprowadzonych przezeń symulacji komputerowych wynika, że chmury składające się ze związkow siarki mogą osłabić monsuny pojawiające się w Azji i Afryce, a to oznacza mniejsze opady na terenach rolniczych, od których żyzności uzależnione są miliardy ludzi. Zdaniem Robocka jest zbyt wcześnie by przeprowadzać eksperymenty z zakresu geoinżynierii. Uważa on, że najpierw trzeba przeprowadzić liczne symulacje komputerowe, które powiedzą nam, jak takie działania mogą wpłynąć na obieg wody czy warstwę ozonową.

Jednym ze sposobów walki z ocieplaniem się klimatu są metody geoinżynierii, czyli próby wprowadzania sztucznych zmian w skali całego globu. Naukowcy z Carnegie Mellon zbadali pomysł rozpylania w atmosferze siarczanów, dzięki czemu powierzchnia planety ulegnie schłodzeniu. Z obserwacji wybuchów wulkanów wiemy, że siarczany mogą schłodzić Ziemię. Jednak dotychczas rozpatrywane modele wskazywały, iż równomierne rozprzestrzenienie siarczanów w stratosferze zredukuje temperatury na Ziemi, ale okolice równika zostaną za bardzo schłodzone, a okolice biegunów - zbyt mało schłodzone. Ponadto takie manipulacje mogłyby 'wysuszyć' planetę i zmniejszyć przepływ wody na jej powierzchni - zauważają uczeni z Carnegie. Naukowcy postanowili sami przeprowadzić symulacje. Przeanalizowali pięć różnych scenariuszy z pięcioma różnymi poziomami koncentracji siarczanów na różnych szerokościach geograficznych. Uzyskane w ten sposób wyniki zoptymalizowali pod kątem osiągnięcia najlepszych zakładanych rezultatów. Następnie tak pozyskane dane nałożyli na obecnie używane modele klimatyczne. Okazało się, że najlepsze wyniki, bliskie temu, co działoby się, gdybyśmy w atmosferze nie mieli zbyt dużo dwutlenku węgla, można osiągnąć za pomocą wyższej koncentracji siarczanów na biegunach i niższej nad równikiem. Jednak przy takim modelu zachodziły poważne zmiany w globalnym obiegu wody. Zmiany te były tym mniejsze, im bardziej równomiernie rozłożone były siarczany. Kolejne analizy wykazały, że możliwe jest znalezienie optymalnej dystrybucji siarczanów. Przy ich niemal równomiernym rozłożeniu, zmiany temperatury zostały zredukowane o 90%, a zmiany obiegu wody o 66%. Możliwe było uzyskanie jeszcze większej redukcji zmian temperatury - aż o 94% - jednak wówczas zwiększały się zmiany w obiegu wody. Cykl hydrologiczny oraz zmiany temperatury nie mogą być jednocześnie minimalizowane, ponieważ cykl hydrologiczny jest bardziej wrażliwy na zmiany w promieniowaniu słonecznym niż temperatura powietrza przy powierzchni - wyjaśnia główny autor badań, George Ban-Weiss. Nasz model działał dobrze, ponieważ kompleksowe zmiany klimatyczne wskazują, że duża część klimatu działa liniowo. Oczywiście, to tylko jeden model i nie obejmuje on wszystkich procesów, które są istotne w świecie rzeczywistym. To tylko ilustracja, która nie może być podstawą do podejmowania jakichkolwiek decyzji politycznych - mówi drugi autor, Ken Caldeira. Przypomina on, że przeprowadzone symulacje miały na celu przede wszystkim opracowanie nowych sposobów badania klimatu, a nie podpowiadanie rozwiązań. Trzeba zdecydowanie podkreślić, że geoinżynieria nigdy nie rozwiąże wszystkich problemów związanych z emisją gazów cieplarnianych. Nie powstrzyma na przykład wzrostu kwasowości wody oceanicznej. I, oczywiście, jest z nią związane ryzyko. Geoinżynieria nie jest alternatywą dla redukcji emisji - dodaje Ban-Weiss.