211service.com
Chłodzenie planety
W ciągu ostatnich dwóch dekad proponowano różne nowatorskie technologie chłodzenia planet – nieprawdopodobne, monumentalne projekty, takie jak umieszczanie na orbicie gigantycznych luster o średnicy tysiąca kilometrów lub chmur bilionów cienkich jak wafel soczewek. Do niedawna takie propozycje pozostawały na marginesie dopuszczalnych spekulacji naukowych. Teraz, gdy Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) twierdzi w swoim raporcie z 3 lutego, że istnieje 90-procentowe prawdopodobieństwo, że ostatnie półwiecze globalnego ocieplenia zostało spowodowane przez ludzi, najwyraźniej nadszedł przełomowy moment. Cztery godziny po opublikowaniu raportu IPCC, nawet Biały Dom (historycznie wyjątkowo wrogi idei antropogenicznych zmian klimatycznych) odkrył wypowiedź prezydenta George'a W. Busha z 2001 roku, w której przyznał, że wzrost emisji gazów cieplarnianych został w dużej mierze stworzony przez ludzi. W konsekwencji, podczas gdy akceptacja zmian klimatycznych przez główny nurt oznacza, że walki o to, co ludzkość powinna robić o tym dopiero się zaczyna, radykalne możliwości technologiczne chłodzenia planety są rozważane wraz ze standardowymi propozycjami ograniczania, zmniejszania lub sekwestracji emisji dwutlenku węgla.
Pojęcie wstawiania a naprawdę duży Lustro między Słońcem a Ziemią, które wykorzystuje fakt, że nasza planeta odbija już około 30 procent napływającego światła słonecznego z powrotem w kosmos, skutecznie zwiększając jego współczynnik odbicia, pochodzi z lat 80. XX wieku. Początkowo sugerowano takie lustra do chłodzenia Wenus w ramach teoretycznej przyszłej próby terraformowania tej planety. Jednak w 1989 roku James Early z Lawrence Livermore National Laboratory zauważył zwiastuny globalnego ocieplenia i zaproponował odchylenie miary światła słonecznego za pomocą kosmicznego cienia znajdującego się w punkcie Lagrange'a L1 – orbicie 1,5 miliona kilometrów w górę, gdzie grawitacja Ziemi i Słońca są wyważone, dzięki czemu obiekt może pozostać nieruchomy względem obu ciał.
Jak dużą tarczę myślał Early? Ma średnicę 2000 kilometrów i grubość około 10 mikronów, waży około 100 megaton pod grawitacją Ziemi. Tarcza Early byłaby albo nieprzezroczysta, albo przezroczysta w postaci soczewki Fresnela (rodzaj soczewki używanej w latarniach morskich, w której ilość wymaganego materiału jest zmniejszona w porównaniu z konwencjonalną soczewką sferyczną, ponieważ soczewka jest podzielona na koncentryczne sekcje pierścieniowe). Wcześniej oszacowano koszt na 1 do 10 bilionów dolarów. Jeśli chodzi o złożenie jego gigantycznego lustra i umieszczenie go w L1, Early zasugerował użycie skały księżycowej jako materiałów i fabryki na powierzchni Księżyca, a następnie wystrzelenie komponentów za pomocą napędu masy z Księżyca do L1.
Biorąc pod uwagę, jak żmudne były nawet drobne prace montażowe na zewnętrznej powierzchni Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i biorąc pod uwagę, że NASA prawie na pewno nie będzie w stanie dotrzymać harmonogramu powrotu na Księżyc do 2020 roku, taka megakonstrukcja nie wydaje się od razu możliwa. W zeszłym roku Roger Angel, profesor University of Arizona Regents i dyrektor Steward Observatory Mirror Laboratory, zaproponował inny plan: umieszczenie na orbicie L1 bardzo dużej liczby małych, już zmontowanych obiektów. Angel przedstawił swoją koncepcję Narodowej Akademii Nauk w kwietniu 2006 roku, otrzymał grant NASA na sfinansowanie dalszych badań, a następnie opublikował szczegółowy artykuł pt. „Feasibility of Cooling the Earth with a Cloud of Small Spacecraft near L1”.
Plan Angela wymaga małych ulotek: przezroczystych arkuszy o średnicy dwóch stóp i grubości 1/5000 cala, z których każdy waży około jednego grama pod wpływem ziemskiej grawitacji. Według Angela biliony tych obiektów mogą razem utworzyć cylindryczny obłok o średnicy połowy ziemskiej i długości 60 000 mil. Położona wzdłużnie między Słońcem a Ziemią w punkcie L1, chmura ta równomiernie zmniejszyłaby światło słoneczne na powierzchni naszej planety o 2 procent, co wystarczyłoby do zrównoważenia ocieplenia spowodowanego nawet podwojeniem atmosferycznego dwutlenku węgla.
Angel podkreśla, że jego plan jest opcją awaryjną, do wykorzystania tylko wtedy, gdy zmiany klimatyczne tak przyspieszą, że globalna katastrofa nadejdzie w ciągu dekady lub dwóch. Jak mówi, nie jest to substytut rozwoju energii odnawialnej, jedyne trwałe rozwiązanie. To dobrze, że Angel dokonuje tej kwalifikacji, ponieważ szacuje, że łączna masa wszystkich ulotek tworzących jego chmurę wynosiłaby 20 milionów ton i łącznie 20 wyrzutni elektromagnetycznych. Konwencjonalne rakiety kosztujące 10 000 dolarów za funt są zbyt drogim sposobem na wprowadzenie takiej masy na orbitę. Istoty ludzkie musiałyby wystrzeliwać stos ulotek co pięć minut przez 10 lat, aby umieścić całą konstrukcję na swoim miejscu.
Gregory Benford, profesor fizyki plazmy i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim, komentuje: „Cała idea L1 jest fajna, ale będzie kosztować biliony dolarów, nie możemy tego zrobić od razu i przyzwyczaja się do oznaczania cała dziedzina geoinżynierii jak dym i lustra. Benford, poza tym, że był doradcą NASA, Departamentu Energii i Rady Białego Domu ds. Polityki Kosmicznej, jest pisarzem science-fiction i starannie rozróżnia między obecnie możliwymi rozwiązaniami technologicznymi a rodzajami zaawansowanych możliwości, które pisze w jego fikcji. To fajne pomysły na rok 2100. Ale tam nie mieszkamy. Ludzie nie do końca rozumieją, że już nigdy w życiu nie zobaczymy poziomu CO2 w atmosferze, którą cieszyliśmy się zaledwie wczoraj. Nasze wnuki też prawdopodobnie tego nie zrobią.
Co należy zrobić? Inni naukowcy zaproponowali megamodyfikacje środowiskowe na Ziemi, takie jak odblaskowe folie nakładane na pustynie planety lub nawożenie mórz żelazem w celu stworzenia rozległych rozkwitów roślin, które następnie zużywałyby tony dwutlenku węgla, a gdy rośliny umierają, wciągają węgiel do morze. Ale nawet te środki są problematyczne i imponujące, gdy większość europejskich i północnoamerykańskich ekologów pozostaje wierna międzynarodowemu reżimowi limitów emisji dwutlenku węgla i odrzuca ideę radykalnie nowych technologii w celu złagodzenia zmian klimatycznych, które już stworzyło społeczeństwo technologiczne.
Z jednej strony tacy ludzie mają rację, ponieważ jakakolwiek globalna modyfikacja środowiska, która poszła nie tak, byłaby lekarstwem gorszym niż choroba. Z drugiej strony wydaje się coraz bardziej nieprawdopodobne, aby w najbliższym czasie uchwalono globalne porozumienie w sprawie limitów emisji. Raport IPCC twierdzi, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że klimat na Ziemi przekroczył już punkt, z którego nie ma powrotu, a poziom mórz będzie się podnosił przez tysiąclecia. Jednocześnie miliardy ludzi w Chinach i Indiach przybywają do stołu bankietowego Pierwszego Świata: według Międzynarodowej Agencji Energetycznej za dwa lata Chiny wyprzedzą Stany Zjednoczone jako największe źródło emisji dwutlenku węgla. Polityczna niemożność tego, co nazywam agendą prohibicji – to znaczy prohibicji węgla – wnosi rodzaj halucynogennej jakości do dyskusji na temat globalnego ocieplenia, mówi Benford. Żaden ekonomista, którego znam, nie wierzy, że globalne emisje dwutlenku węgla można ograniczyć w ciągu stulecia nawet do poziomu, jaki mamy teraz. Każdy ekonomista wie, że skala czasowa zmiany infrastruktury energetycznej wynosi co najmniej pół wieku do stulecia, tylko ze względu na koszty wymiany. Ekonomiści też są naukowcami, a ich ignorowanie nie jest po prostu ślepe: jest perwersyjne.
Benford ma propozycję, która ma zalety polegające na tym, że jest jedną z najprostszych dotychczas sugerowanych technologii chłodzenia planety i jest początkowo możliwa do przetestowania w kontekście lokalnym. Sugeruje zawieszenie maleńkich, nieszkodliwych cząstek (wielkości jednej trzeciej mikrona) na wysokości około 80 000 stóp w stratosferze. Cząstki te mogą składać się z ziemi okrzemkowej. To dwutlenek krzemu, który jest chemicznie obojętny, tani jak ziemia i łatwo podatny na kruszenie do pożądanego rozmiaru, mówi Benford. Można to początkowo przetestować, mówi, nad Arktyką, gdzie ocieplenie jest już znaczne i gdzie żyje niewiele ludzi. Arktyczne wzorce cyrkulacji atmosferycznej w większości ograniczałyby rozmieszczone cząstki wokół bieguna północnego. Wstępny eksperyment może mieć miejsce na północ od 70 stopni szerokości geograficznej, nad Morzem Arktycznym i poza granicami państwowymi. Fakt, że taki eksperyment jest odwracalny, jest tak samo ważny, jak fakt, że ma on charakter regionalny, mówi Benford.
Czy propozycja Benforda jest realistyczna? Według Kena Caldeiry, czołowego klimatologa z Uniwersytetu Stanforda i Departamentu Ekologii Globalnej Carnegie Institution, wydaje się, że każda mała cząsteczka załatwiłaby sprawę w niezbędnych ilościach. Zrobiłem kilka symulacji komputerowych, jaka byłaby reakcja klimatu na odbijanie światła słonecznego i wszystkie wskazują, że działałoby to całkiem dobrze. Dodaje, że nie traktowałbym tych geoinżynieryjnych schematów jako części normalnej reakcji politycznej, ale jeśli złe rzeczy zaczną się szybko dziać, ludzie będą żądać, aby coś zrobić szybko.
Biorąc pod uwagę, że nasze systemy społeczne załamałyby się bez wzrostu gospodarczego, który zależy od istniejącej infrastruktury energetycznej, Benford osobiście uważa, że nie można liczyć na to, że rządy opracują i wdrożą alternatywy: każdy, kto myśli, że rządy nagle przystąpią do działania marzy. Benford mówi, że jedną z zalet jego programu jest to, że mógłby być wdrażany jednostronnie przez podmioty prywatne. Stosowanie tych technologii w strefie Arktyki, a nawet na całej planecie byłoby tak tanie, że wiele prywatnych podmiotów mogłoby to zrobić na własną rękę. To naprawdę niebezpieczny pomysł, ponieważ sugeruje, że głównym aktorem w tym dramacie nie będzie już państwo narodowe. Możesz to zrobić za sto milionów dolarów rocznie. Mógłbyś zrobić całą planetę za kilka miliardów. To niesamowicie tanie.