პლანეტარული მზისგან დამცავი კრემი: მზის რადიაციის მოდიფიკაცია

კლიმატის დაშლა გეოინჟინერია ნაწილი 3

ნაწილი 1: დაუსრულებელი უცნობი
ნაწილი 2: ოკეანის ნახშირორჟანგის მოცილება
ნაწილი 4: ეთიკის, თანასწორობისა და სამართლიანობის გათვალისწინებით

მზის რადიაციული მოდიფიკაცია (SRM) არის კლიმატის გეოინჟინერიის ფორმა, რომელიც მიზნად ისახავს გაზარდოს მზის შუქის ოდენობა, რომელიც აირეკლება უკან კოსმოსში - პლანეტის დათბობის შებრუნების მიზნით. ამ არეკვლის გაზრდა ამცირებს მზის შუქის რაოდენობას, რომელიც აღწევს ატმოსფეროსა და დედამიწის ზედაპირზე, ხელოვნურად გაგრილებს პლანეტას. 

ბუნებრივი სისტემების მეშვეობით, დედამიწა ირეკლავს და შთანთქავს მზის შუქს მისი ტემპერატურისა და კლიმატის შესანარჩუნებლად, ღრუბლებთან, ჰაერის ნაწილაკებთან, წყალთან და სხვა ზედაპირებთან - ოკეანის ჩათვლით. ამჟამად, არ არსებობს შემოთავაზებული ბუნებრივი ან გაძლიერებული ბუნებრივი SRM პროექტები, ამიტომ SRM ტექნოლოგიები ძირითადად მიეკუთვნება მექანიკურ და ქიმიურ კატეგორიას. ეს პროექტები ძირითადად ცდილობს შეცვალოს დედამიწის ბუნებრივი ურთიერთქმედება მზესთან. მაგრამ, მზის რაოდენობის შემცირებას, რომელიც აღწევს ხმელეთსა და ოკეანემდე, აქვს პოტენციალი დაარღვიოს ბუნებრივი პროცესები, რომლებიც დამოკიდებულია მზის პირდაპირ შუქზე.

შემოთავაზებული მექანიკური და ქიმიური SRM პროექტები

დედამიწას აქვს ჩაშენებული სისტემა, რომელიც აკონტროლებს მზის რადიაციის რაოდენობას, რომელიც შემოდის და გადის. ის ამას აკეთებს სინათლისა და სითბოს არეკვით და გადანაწილებით, რაც ხელს უწყობს ტემპერატურის რეგულირებას. ამ სისტემების მექანიკური და ქიმიური მანიპულირებისადმი ინტერესი მერყეობს ნაწილაკების გათავისუფლებიდან სტრატოსფერული აეროზოლის ინექციის საშუალებით ოკეანესთან სქელი ღრუბლების განვითარებამდე საზღვაო ღრუბლების განათების გზით.

სტრატოსფერული აეროზოლის ინექცია (SAI) არის ჰაეროვანი სულფატის ნაწილაკების მიზანმიმართული გათავისუფლება დედამიწის არეკვლის გაზრდის მიზნით, რაც ამცირებს მზის შუქის რაოდენობას, რომელიც აღწევს მიწაზე და ატმოსფეროში ჩარჩენილ სითბოს. თეორიულად მზისგან დამცავი კრემის გამოყენების მსგავსად, მზის გეოინჟინერია მიზნად ისახავს მზის სინათლისა და სითბოს გარკვეული ნაწილის გადამისამართებას ატმოსფეროს გარეთ, ამცირებს რაოდენობას, რომელიც აღწევს ზედაპირზე.

Პირობა:

ეს კონცეფცია ეფუძნება ბუნებრივ მოვლენებს, რომლებიც ხდება ვულკანური ამოფრქვევის ტანდემში. 1991 წელს, ფილიპინებზე მთა პინატუბოს ამოფრქვევამ გაზი და ფერფლი გამოუშვა სტრატოსფეროში, რითაც გაანაწილა გოგირდის დიოქსიდის მასობრივი რაოდენობა. ქარებმა გოგირდის დიოქსიდი ორი წლის განმავლობაში მოძრაობდა მთელს მსოფლიოში და ნაწილაკები შთანთქა და აირეკლავს მზის საკმარის შუქს, რათა შეამციროს გლობალური ტემპერატურა 1 გრადუსი ფარენჰეიტით (0.6 გრადუსი ცელსიუსით).

Მუქარა:

ადამიანის მიერ შექმნილი SAI რჩება უაღრესად თეორიულ კონცეფციად რამდენიმე დამაჯერებელი კვლევებით. ამ გაურკვევლობას მხოლოდ გაურკვევლობა ამძაფრებს იმის შესახებ, თუ რამდენი ხანი დასჭირდება ინექციური პროექტების განხორციელებას და რა მოხდება, თუ (ან როდის) SAI პროექტები ჩავარდება, შეწყვეტილია ან დაფინანსების ნაკლებობას განიცდის. SAI პროექტებს აქვთ პოტენციურად განუსაზღვრელი საჭიროება დაწყებისთანავე და დროთა განმავლობაში შეიძლება ნაკლებად ეფექტური გახდეს. ატმოსფერული სულფატის ინექციებზე ფიზიკური ზემოქმედება მოიცავს მჟავა წვიმის პოტენციალს. როგორც ვულკანური ამოფრქვევით ჩანს, სულფატის ნაწილაკები მოგზაურობენ მთელ მსოფლიოში და შეიძლება დაგროვდეს ისეთ რეგიონებში, რომლებიც, როგორც წესი, არ განიცდიან ასეთ ქიმიკატებსეკოსისტემების შეცვლა და ნიადაგის pH-ის შეცვლა. აეროზოლის სულფატის შემოთავაზებული ალტერნატივა არის კალციუმის კარბონატი, მოლეკულა, რომელსაც სავარაუდოდ ექნება მსგავსი გავლენა, მაგრამ არა იმდენი გვერდითი ეფექტი, როგორც სულფატი. თუმცა, ბოლო მოდელირების კვლევები მიუთითებს კალციუმის კარბონატზე შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ოზონის შრეზე. შემომავალი მზის ასახვა კიდევ უფრო მეტ შეშფოთებას იწვევს. ნაწილაკების დეპონირებამ, რომელთა წარმომავლობა უცნობია და შესაძლებელია გლობალური, შეიძლება შექმნას რეალური ან აღქმული უთანასწორობა, რამაც შეიძლება გააუარესოს გეოპოლიტიკური დაძაბულობა. SAI-ის პროექტი შვედეთში 2021 წელს შეჩერდა მას შემდეგ, რაც საამის საბჭომ, შვედეთის, ნორვეგიის, ფინეთის და რუსეთის მკვიდრი საამის ხალხის წარმომადგენლობითმა ორგანომ, გაიზიარა შეშფოთება კლიმატში ადამიანის ჩარევის შესახებ. ამის შესახებ საბჭოს ვიცე-პრეზიდენტმა ასა ლარსონ ბლინდმა განაცხადა საამის ხალხის ღირებულებები, პატივი სცენ ბუნებას და მის პროცესებს, პირდაპირ შეეჯახა ერთმანეთს ამ ტიპის მზის გეოინჟინერიით.

ზედაპირის გაბრწყინება/ალბედოს მოდიფიკაცია მიზნად ისახავს გაზარდოს დედამიწის არეკვლა და შეამციროს მზის რადიაციის რაოდენობა, რომელიც რჩება ატმოსფეროში. ქიმიის ან მოლეკულური მეთოდების გამოყენების ნაცვლად, ზედაპირზე დაფუძნებული გაღიავება ცდილობს გაზარდოს ალბედო, ანუ დედამიწის ზედაპირის არეკვლა ურბანული ტერიტორიების, გზების, სასოფლო-სამეურნეო მიწების, პოლარული რეგიონებისა და ოკეანის ფიზიკური ცვლილებებით. ეს შეიძლება მოიცავდეს ამ რეგიონების დაფარვას ამრეკლავი მასალებით ან მცენარეებით მზის სინათლის ასახვისა და გადამისამართების მიზნით.

Პირობა:

მოსალოდნელია, რომ ზედაპირზე დაფუძნებული გამაღიავებელი შესთავაზებს პირდაპირ გაგრილების თვისებებს ადგილობრივ საფუძველზე - ისევე, როგორც ხის ფოთლებს შეუძლიათ დაჩრდილონ მიწა მის ქვეშ. ამ ტიპის პროექტი შეიძლება განხორციელდეს უფრო მცირე მასშტაბებით, ანუ ქვეყნიდან ქვეყანაში ან ქალაქიდან ქალაქში. გარდა ამისა, ზედაპირზე დაფუძნებული გამაღიავებელი შეიძლება დაეხმაროს შეცვალოს გაზრდილი სიცხე ბევრ ქალაქში და ურბანულ ცენტრებში ურბანული კუნძულის სითბური ეფექტის შედეგად.

Მუქარა:

თეორიულ და კონცეპტუალურ დონეზე, ზედაპირზე დაფუძნებული გაკაშკაშება, როგორც ჩანს, შეიძლება განხორციელდეს სწრაფად და ეფექტურად. თუმცა, კვლევა ალბედოს მოდიფიკაციაზე რჩება თხელი და მრავალი მოხსენება მიუთითებს უცნობი და ბინძური ეფექტების პოტენციალს. ასეთი მცდელობები ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შესთავაზოს გლობალური გადაწყვეტა, მაგრამ ზედაპირის დაფუძნებული განათების ან მზის რადიაციის მართვის სხვა მეთოდების არათანაბარი განვითარება შეიძლება ჰქონდეს. არასასურველი და არაპროგნოზირებადი გლობალური ეფექტები ცირკულაციაზე ან წყლის ციკლზე. ზოგიერთ რეგიონში ზედაპირის გაბრწყინებამ შეიძლება შეცვალოს რეგიონალური ტემპერატურა და შეცვალოს ნაწილაკების და მატერიის მოძრაობა პრობლემურ მიზნებამდე. გარდა ამისა, ზედაპირზე დაფუძნებულმა გაკაშკაშებამ შეიძლება გამოიწვიოს არათანაბარი განვითარება ლოკალური ან გლობალური მასშტაბით, რაც ზრდის ენერგიის დინამიკის შეცვლის პოტენციალს.

Marine Cloud Brightening (MCB) მიზანმიმართულად იყენებს ზღვის შესხურებას ოკეანეში დაბალი დონის ღრუბლების დასათესად, რაც ხელს უწყობს უფრო ნათელი და სქელი ღრუბლის ფენა. ეს ღრუბლები ხელს უშლიან შემომავალი რადიაციის მიღწევას ხმელეთზე ან ზღვაში ქვემოთ, გარდა იმისა, რომ ასახავს რადიაციას უკან ატმოსფეროში.

Პირობა:

MCB-ს აქვს პოტენციალი შეამციროს ტემპერატურა რეგიონულ მასშტაბით და თავიდან აიცილოს მარჯნის გაუფერულება. კვლევამ და ადრეულმა ტესტებმა მიაღწია გარკვეულ წარმატებას ავსტრალიაში, ბოლო პროექტით დიდ ბარიერულ რიფზე. სხვა აპლიკაციები შეიძლება მოიცავდეს ღრუბლების დათესვას მყინვარებზე ზღვის ყინულის დნობის შესაჩერებლად. ამჟამად შემოთავაზებული მეთოდი იყენებს ოკეანის ზღვის წყალს, ამცირებს მის გავლენას ბუნებრივ რესურსებზე და შეიძლება განხორციელდეს მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში.

Მუქარა:

MCB-ის ადამიანური გაგება რჩება ძალიან გაურკვეველი. დასრულებული ტესტები შეზღუდულია და ექსპერიმენტულია მკვლევარები, რომლებიც მოუწოდებენ გლობალურ ან ადგილობრივ მმართველობას ამ ეკოსისტემების დაცვის მიზნით მანიპულირების ეთიკის შესახებ. ზოგიერთი გაურკვევლობა მოიცავს კითხვებს გაგრილებისა და მზის შუქის შემცირების პირდაპირ გავლენას ადგილობრივ ეკოსისტემებზე, ისევე როგორც გაზრდილი ჰაერის ნაწილაკების უცნობი ეფექტი ადამიანის ჯანმრთელობასა და ინფრასტრუქტურაზე. თითოეული მათგანი დამოკიდებული იქნება MCB ხსნარის შემადგენლობაზე, განლაგების მეთოდზე და MCB-ის მოსალოდნელ რაოდენობაზე. როდესაც დათესილი ღრუბლები მოძრაობენ წყლის ციკლში, წყალი, მარილი და სხვა მოლეკულები დედამიწას დაუბრუნდებიან. მარილის საბადოებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს აშენებულ გარემოზე, მათ შორის ადამიანის საცხოვრებელზე, გაუარესების დაჩქარებით. ამ დეპოზიტებმა შეიძლება ასევე შეცვალოს ნიადაგის შემცველობა, რაც გავლენას მოახდენს საკვებ ნივთიერებებზე და მცენარეების ზრდის უნარზე. ეს ფართო საზრუნავი იშლება უცნობების ზედაპირს, რომელსაც თან ახლავს MCB.

მიუხედავად იმისა, რომ SAI, ალბედოს მოდიფიკაცია და MCB მუშაობს შემომავალი მზის რადიაციის ასახვაზე, Cirrus Cloud Thinning (CCT) გამავალი გამოსხივების გაზრდას უყურებს. ცირუსის ღრუბლები შთანთქავს და ასახავს სითბოს, რადიაციის სახით, უკან დედამიწაზე. Cirrus Cloud Thinning შემოთავაზებულია მეცნიერების მიერ ამ ღრუბლების მიერ ასახული სითბოს შესამცირებლად და ატმოსფეროდან მეტი სითბოს გასვლის საშუალებას, თეორიულად შეამცირებს ტემპერატურას. მეცნიერები ამ ღრუბლების გათხელებას ელიან ღრუბლების შესხურება ნაწილაკებით მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობისა და სისქის შესამცირებლად.

Პირობა:

CCT გვპირდება გლობალური ტემპერატურის შემცირებას რადიაციის რაოდენობის გაზრდით ატმოსფეროდან გასაქცევად. ამჟამინდელი კვლევა მიუთითებს, რომ ეს მოდიფიკაციამ შეიძლება დააჩქაროს წყლის ციკლი, ნალექის გაზრდა და გვალვისადმი მიდრეკილი ტერიტორიების სარგებელს. ახალი კვლევა ასევე მიუთითებს, რომ ტემპერატურის ეს შემცირება შეიძლება დაეხმაროს ნელა დნება ზღვის ყინული და ხელს უწყობს პოლარული ყინულის ქუდების შენარჩუნებას. 

Მუქარა: 

კლიმატის ცვლილების შესახებ სამთავრობათაშორისო პანელის 2021 წლის ანგარიში (IPCC) კლიმატის ცვლილებისა და ფიზიკური მეცნიერებების შესახებ მითითებულია რომ CCT კარგად არ არის გასაგები. ამ ტიპის ამინდის ცვლილებამ შეიძლება შეცვალოს ნალექების სქემა და გამოიწვიოს უცნობი ზემოქმედება ეკოსისტემებსა და სოფლის მეურნეობაზე. CCT-ისთვის ამჟამად შემოთავაზებული მეთოდები მოიცავს ღრუბლების ნაწილაკებით შესხურებას. მიუხედავად იმისა, რომ ნაწილაკების გარკვეული რაოდენობა ხელს შეუწყობს ღრუბლების გათხელებას, ნაწილაკების ზედმეტად ინექცია შესაძლოა ღრუბლების ნაცვლად. ეს დათესილი ღრუბლები შესაძლოა უფრო სქელი აღმოჩნდეს და სითბოს დაჭერა, ვიდრე გამხდარი და სითბოს გამოყოფა. 

კოსმოსური სარკეები არის კიდევ ერთი მეთოდი, რომელიც მკვლევარებმა შემოგვთავაზეს მზის შემომავალი შუქის გადამისამართებისა და დაბლოკვისთვის. ეს მეთოდი გვთავაზობს მაღალი ამრეკლავი ობიექტების განთავსება სივრცეში შემომავალი მზის გამოსხივების დაბლოკვის ან ასახვის მიზნით.

Პირობა:

მოსალოდნელია კოსმოსური სარკეები შეამცირეთ რადიაციის რაოდენობა ატმოსფეროში შესვლა პლანეტაზე მისვლამდე შეჩერებით. ეს გამოიწვევს ნაკლებ სითბოს ატმოსფეროში შეღწევას და პლანეტის გაგრილებას.

Მუქარა:

კოსმოსური მეთოდები უაღრესად თეორიულია და თან ახლავს ა ლიტერატურის ნაკლებობა და ემპირიული მონაცემები. ამ ტიპის პროექტის გავლენის შესახებ უცნობი ინფორმაცია მრავალი მკვლევარის შეშფოთების მხოლოდ ერთი ნაწილია. დამატებითი შეშფოთება მოიცავს კოსმოსური პროექტების ძვირადღირებულ ხასიათს, რადიაციის გადამისამართების პირდაპირ ზემოქმედებას დედამიწის ზედაპირზე მისვლამდე, ვარსკვლავური შუქის შემცირების ან მოხსნის ირიბ ზემოქმედებას ზღვის ცხოველებისთვის, რომლებიც დაეყრდნონ ციურ ნავიგაციას, პოტენციალი შეწყვეტის რისკიდა საერთაშორისო კოსმოსური მმართველობის ნაკლებობა.

მოძრაობა უფრო მაგარი მომავლისკენ?

პლანეტების ტემპერატურის შესამცირებლად მზის რადიაციის გადამისამართებით, მზის რადიაციის მენეჯმენტი ცდილობს უპასუხოს კლიმატის ცვლილების სიმპტომს, ვიდრე პრობლემის თავიდან აცილებას. კვლევის ეს სფერო სავსეა პოტენციური არასასურველი შედეგებით. აქ, რისკის რისკის შეფასება გადამწყვეტია იმის დასადგენად, ღირს თუ არა პროექტის რისკი პლანეტისთვის ან კლიმატის ცვლილების რისკი ნებისმიერი პროექტის ფართომასშტაბიანი განხორციელებამდე. SRM პროექტების პოტენციალი გავლენას მოახდენს მთელ პლანეტაზე, აჩვენებს ნებისმიერი რისკის ანალიზის აუცილებლობას, რომელიც მოიცავს ბუნებრივი გარემოს რისკის გათვალისწინებას, გეოპოლიტიკური დაძაბულობის გამწვავებას და გავლენას გლობალურ უთანასწორობაზე. რეგიონის ან მთლიანად პლანეტის კლიმატის შესაცვლელად ნებისმიერი გეგმის გათვალისწინებით, პროექტები უნდა იყოს ორიენტირებული თანასწორობისა და დაინტერესებული მხარეების ჩართულობის შესახებ.