Представьте себе мир, в котором глобальное потепление на Земле значительно уменьшилось. Ископаемое топливо отошло на второй план. Доступные возобновляемые источники энергии обеспечивают большую часть нашей деятельности. О, и на Луне есть пушка, стреляющая лунной пылью в космос, чтобы помочь частично защитить Землю от солнечного света.
Хотите знать, как ваши действия могут помочь изменить мир к лучшему на нашей планете? Подпишитесь на информационный бюллетень Climate Coach, который будет приходить вам каждый вторник и четверг.
Это один удивительный подход к охлаждению нашей планеты, предложенный группой астрофизиков в исследовании, опубликованном в среду в PLOS Climate. Команда использовала компьютерное моделирование для моделирования различных сценариев, в которых огромное количество пыли (и мы имеем в виду большое количество пыли) в космосе может уменьшить количество направленного на Землю солнечного света на 1-2 процента, или примерно до шести дней скрытого солнца в космосе. Год. Их самая дешевая и эффективная идея состоит в том, чтобы запускать пыль с Луны, которая попадет на орбиту между Солнцем и Землей и создаст зонтик.
Да, идея звучит как научная фантастика. Да, это потребует (много) новых разработок. Да, есть более осуществимые тактики смягчения последствий изменения климата, которые можно использовать сейчас и в ближайшем будущем. Но исследователи рассматривают этот строгий физический эксперимент как запасной вариант, который может помочь, а не заменить существующие стратегии, помогающие человечеству жить на более комфортной Земле.«Мы не можем, как человечество, отказаться от нашей главной цели — сокращения выбросов парниковых газов здесь, на нашей планете. Это должна быть первая работа», — сказал Бен Бромли, ведущий автор исследования и астрофизик из Университета Юты. «Наша идея одна — и она очень, очень интенсивная — внести свой вклад в смягчение последствий изменения климата, если нам нужно больше времени здесь, дома».
Некоторые ученые-климатологи, однако, рассматривают такие проекты как отвлечение от более постоянных климатических решений, таких как сокращение потребления ископаемого топлива.
Это не первая идея космического климатического решения.
Астрофизики придумали защиту от космической пыли, позаимствовав концепции из своих обычных исследований, посвященных тому, как планеты формируются вокруг далеких звезд. Бромли объяснил, что планеты формируются в результате беспорядочного процесса, включающего множество столкновений, в результате которых поднимается пыль, способная перехватить большое количество звездного света. Так почему бы не заняться стратегическим использованием такой светонепроницаемой пыли на благо Земли?
Команда не первая, кто предлагает использовать физический объект в космосе, чтобы блокировать солнечный свет на Землю, что некоторые относят к геоинженерии на основе солнечной энергии. Идеи появились еще в 1989 году, когда Джеймс Эрли из Ливерморской национальной лаборатории предложил разместить тонкий стеклянный экран шириной 2000 км между Солнцем и Землей (это почти 1250 миль). В 2006 году астроном Роджер Энджел исследовал идею отправки триллионов небольших космических аппаратов с зонтиковидными щитами, чтобы они блокировали солнце. В 2012 году шотландские исследователи исследовали взрыв облака пыли с астероида, расположенного между Солнцем и Землей. В прошлом году группа исследователей Массачусетского технологического института предложила использовать плот пузырей, которые могли бы лопаться, не покидая их. космический мусор. Тем не менее, эти идеи столкнулись с множеством проблем: Требуется слишком много материала. Это потребует строительства в космосе. Это опасно. Необратимый.«Литература о космической геоинженерии насчитывает более трех десятилетий и наполнена творческими, часто диковинными идеями», — сказал в электронном письме Чад М. Баум, ученый-бихевиорист из Орхусского университета, который не участвовал в новом исследовании. «Некоторые утверждают, что наблюдение за обсуждением таких климатических решений может показать безотлагательность ситуации, в которой мы находимся».
Тем не менее, он сказал, что такие космические проекты по уменьшению поступающего солнечного света «в настоящее время являются одними из наименее осуществимых», учитывая стоимость и многочисленные технические, политические, социальные и юридические препятствия.
Стрельба с Луны
В новом исследовании авторы признают, что их идея не идеальна, но говорят, что она решает некоторые проблемы с предыдущими концепциями.
Например, количество материала, необходимого для фактического затенения Солнца, превышает 10 миллиардов килограммов (22 миллиарда фунтов), что примерно в 100 раз превышает массу, которую люди когда-либо отправляли в космос. Бромли говорит, что пыль очень эффективно рассеивает солнечный свет относительно своего размера. Команда рассмотрела различные типы пыли, рассеивающие свойства и размер. Команда обнаружила, что агрегаты пушистых и высокопористых частиц лучше всего рассеивают свет, но они выбрали частицу, которая, возможно, более легкодоступна в космосе: лунную пыль.
«Мы действительно фокусируемся на лунной пыли, просто старой, как она есть, лунной пыли, без каких-либо признаков изменения ее формы», — сказал Бромли, который сказал, что будущая добыча на Луне сможет добывать необходимую пыль.
По словам Бромли, возможно, самой большой проблемой является получение нужного материала именно там, где он вам нужен.
В одном компьютерном моделировании команда выстрелила лунной пылью с поверхности Луны в сторону Солнца. Бромли сказал, что устройство для запуска лунной пыли в космос может быть чем-то похожим на электромагнитную пушку, пушку или ракету — представьте себе пушку на футболке, отправляющую пыль на орбиту. В моделировании пыль рассеивалась по разным маршрутам, пока команда не нашла подходящие траектории, которые позволили пыли временно сконцентрироваться и действовать как солнцезащитный экран. Бромли сказал, что пыль будет периодически рассеиваться от Земли и по всей Солнечной системе. В другом моделировании команда сбросила пыль с космической платформы примерно в 1 миллионе миль от Земли. Это будет область, известная как L1 (точка Лагранжа 1), где объекты имеют тенденцию оставаться на месте из-за одинакового гравитационного притяжения между Солнцем и Землей. Эта идея требовала астрономических затрат и усилий, поскольку им требовалась космическая платформа и запас пыли, который можно было бы легко пополнить.
В любом случае люди на земле не смогут увидеть щит или почувствовать какую-либо разницу, хотя некоторые инструменты, вероятно, смогут обнаружить изменения в поступающем солнечном излучении. Более реалистичные климатические решения в разработке
Соавтор отчета Скотт Кеньон сказал, что большими препятствиями в обоих сценариях будут «логистика и расходы на доставку необходимого оборудования на Луну и обеспечение его работы».«Хотя мы не рассчитывали их явно, мы знаем из космической программы, что эти усилия будут пугающими», — сказал Кеньон, астрофизик из Смитсоновской астрофизической обсерватории, в электронном письме.
Баум обычно не считает облака пыли одними из самых интересных климатических решений, но он считает, что авторы «проделали замечательную работу, рассмотрев множество различных вариантов потенциального подхода и особенно изучив потенциальные орбиты».
Но он указывает на проблемы, связанные с огромным количеством требуемого материала — 10 миллиардов килограммов пыли, — которые, по словам авторов, возможно, придется заменять каждые несколько дней после того, как потоки пыли улетят. Кроме того, он ожидает, что многие не согласятся с тем, сколько «лунной инженерии» потребуется, чтобы идея заработала.
Ученый-атмосферник Эмми Йонекура, которая не участвовала в исследовании и предложила использовать космические зеркала для отражения солнечного света от Земли, сказала, что еще предстоит провести тщательное технико-экономическое обоснование таких космических климатических решений. Однако, по ее словам, преимущество этого подхода в том, что он требует меньше космических кораблей, чем предыдущие концепции.«Мы еще не решили проблему изменения климата, поэтому эти новые идеи отлично подходят для того, чтобы вызвать реакцию как у общественности, так и у научного сообщества», — сказал Йонекура, ученый из Rand Corp., в электронном письме. «Солнечная геоинженерия — хотя и весьма противоречивая — кажется, не исключается, и эти новые идеи решений помогают предоставить альтернативные подходы, которые по-разному оцениваются при анализе затрат и выгод».
Йонекура сказал, что наиболее осуществимой идеей солнечной инженерии на данный момент является впрыскивание газов в стратосферу. Впрыскивание аэрозолей может создать облако, отражающее солнечный свет обратно в космос, чтобы охладить поверхность под ним (аналогично тому, что иногда происходит при извержениях вулканов), но до технологии еще много лет, и у нее могут быть другие проблемы.
По ее словам, для более радикальных идей, таких как использование космической пыли, будет трудно реализовать такие концепции без международного консенсуса или поддержки со стороны научных сообществ и организаций. Может потребоваться много времени, чтобы изменить мнение некоторых ученых. Климатолог Алан Робок в электронном письме The Washington Post назвал такие решения, как космическая пыль, «довольно безответственными».
«Глобальное изменение климата из-за антропогенных инъекций парниковых газов — это реальная проблема, но есть гораздо более простое, безопасное и дешевое решение: оставить ископаемое топливо в земле и управлять миром за счет солнечной и ветровой энергии, которых достаточно. Обеспечить электроэнергией всех», — сказал Робок, профессор климатологии в Университете Рутгерса, который был автором в комитете Межправительственной группы экспертов по изменению климата 2007 года, удостоенном Нобелевской премии мира.
Что касается проектов «климатического вмешательства», Робок сказал, что есть ряд более реалистичных предложений, которым следует уделить дополнительное внимание. Он сказал, что удаление углекислого газа, вероятно, будет полезно в будущем, но в настоящее время это дорого и вызывает потенциальные экологические вопросы, например, где захоронить углерод. Робок также сказал, что необходимы дополнительные исследования даже при впрыскивании аэрозолей в атмосферу, хотя это часто обсуждается как реальная возможность.
Почему когда-нибудь мы будем накапливать углерод на тротуарах
Бромли понимает, что предложение его команды необычное, но все, чего он хочет, — это лучшее решение для Земли.
«Мы подходим к этому как люди, которые, безусловно, заботятся о Земле, заботятся о жизни здесь», — сказал Бромли. «Я не знаю, какой путь выберут люди, но если [космическая пыль] будет тем, что мы считаем более практичным, лучшим для человечества, я бы хотел, чтобы это было введено в действие. Это увлекательно».
