Mokslininkai sparčiai atlieka įvairius tyrimus palankesniam klimatui sukurti. Tačiau ši iniciatyva susiduria su nuožmiu pasipriešinimu.
Neseniai Nagojoje (Japonija) vykusi Biologinės įvairovės konvencijos (BĮK) šalių konferencija neabejotinai patvirtino, kad geoinžinerija subrendo.
Geoinžinerija vadinama idėja, kuri turėtų išspręsti žmogaus sukeltas klimato kaitos problemas dabar, kai šiltnamio efektą sukeliančios dujos jau yra atmosferoje, užuot mėginus apskritai išvengti tokių išlakų. Štai kelios idėjos: ore suformuoti miglą, kuri į kosmosą atspindėtų daugiau saulės spindulių; anglies dvideginio perteklių surinkti pasitelkus augalus arba chemines medžiagas; prirakinti pasaulio ledo kepurių ledynus, kad jie nenuslinktų į vandenyną ir nepakeltų jūros lygio.
Daugeliui žmonių tokios mintys atrodo nuodėmingos arba atitraukiančios nuo pareigos įtikinti žmones, kad būtina mažinti išmetamo anglies dvideginio kiekį. Negana to – tai gali sukelti nenumatytų pasekmių. Būtent dėl tokio didžiulio pasipriešinimo ši tema ir buvo įtraukta į Nagojos darbotvarkę. Bet pasipriešinimo mastas atspindi ir tai, kad daug mokslininkų į geoinžineriją jau žiūri rimtai. Kelerius pastaruosius metus šios srities tyrimų sparčiai gausėjo. Regis, ant laboratorinio stalo formuojasi tai, kas kartais vadinama „planu B“. Ir tas planas vieną dieną gali būti įgyvendintas.
Stratosferinis mąstymas
Plačiausiai aptariamas būdas vėsinti Žemę – imituoti ugnikalnį. Ugnikalniai į stratosferą išmeta sieros dioksido, iš jo susiformuoja mažos sulfato dalelės, saulės šviesą atspindinčios į kosmosą. Tačiau įprasto ugnikalnio išsiveržimas yra retai pasikartojantis reiškinys. Geoinžinieriams tokį debesį reikėtų suformuoti ilgam, o tai gali būti nepaprasta. Sieros dioksidą paskleidus jau ir taip dalelių miglos aptrauktame ore, prie tokių dalelių dujos prisijungs jas padidindamos, užuot atskirai suformavusios naujų mažų dalelių debesį. Kadangi Žemei vėsinti reikia daug mažų dalelių, o ne kelių didelių, toks būdas gali būti problematiškas.
Davidas Keithas iš Kalgario universiteto su kolegomis neseniai sumanė būdą, kaip neleisti didėti dalelėms – sieros dioksidą pakeisti sieros rūgštimi. Rūgštį garų pavidalu išleidus dideliame aukštyje, ji turėtų sudaryti tinkamo dydžio dalelių širmą, net jei dangus jau yra miglotas. Ir tokiai širmai palaikyti reikėtų stebėtinai mažai orlaivių. Virdžinijoje veikianti bendrovė „Aurora Flight Sciences“, gaminanti aukštybinius bepiločius skraidymo aparatus, atliko dr. D. Keitho užsakytą tyrimą ir nustatė, kad, pavyzdžiui, pakaktų už „Jet Blue“ oro linijų bendrovę mažesnės organizacijos, turinčios kelias visame pasaulyje išdėstytas bazes.
Tačiau tokiai oro linijų bendrovei geriausiai būtų turėti naujai suprojektuotų orlaivių parką. Anot ataskaitos, paprasčiausias būdas – sukurti orlaivį, galintį skraidyti 20–25 km aukštyje, kur kiekvieno skrydžio metu jis paskleistų 10 tonų rūgšties. Toks orlaivis galėtų priminti žvalgybinį lėktuvą U-2, o galbūt „White Knight“ lėktuvą nešėją, iš kurio bus leidžiami „Virgin Galactic“ turistiniai erdvėlaiviai. Turint apie 80 tokių lėktuvų, į stratosferą kasmet būtų galima pakelti milijoną tonų rūgšties, ir tai kasmet kainuotų vieną ar du milijardus dolerių per 20 eksploatacijos metų.
Labiau intriguoja kita tyrime pasiūlyta idėja: panaudoti lyg ir hibridinį lėktuvą-dirižablį, primenantį eksperimentinį „Lockheed“ P-791 (nuotraukoje), kurį kelia ir plūdrumas, ir aerodinaminės savybės. Išretėjusiame stratosferos ore kyla problemų dėl keliamosios jėgos, ir toks variantas lyg ir galėtų padėti. Tačiau tyrime atmetama kita dirižablinė idėja: sieringas chemines medžiagas pumpuoti per ilgą vamzdį, kurį ore laikytų didžiulis pririštas balionas. Atmestos ir raketos bei pabūklai, kuriais irgi siūlyta sierą paskleisti stratosferoje (žr. grafiką).
Iš pirmo žvilgsnio „Aurora“ atliktas tyrimas yra ypatingas. Kadangi Žemę atvėsinti vienu ar dviem laipsniais per metus gali pakakti kelių milijonų tonų sieros, ataskaita lyg ir patvirtina tai, ką politologas Scottas Barrettas iš Kolumbijos universiteto pavadino geoinžinerijos „neįtikėtina ekonomija“. Mintis, kad sierai išleidus kelis milijardus dolerių per metus atšilimą galima kompensuoti taip pat efektyviai, kaip šimtus milijardų investuojant į mažai anglies dvideginio išmetančią energetiką, rodo, kad sandoris išties gali būti geras. Galbūt. Bet idėjos oponentai linkę pridurti – „faustiškas“.
Miglotas reikalas
Viena priežasčių, kodėl migla iš sieros atmetama daug negalvojus, gali būti žala, kurią ji galėtų padaryti ozono sluoksniui. Ant paviršių, kaip antai sulfato dalelės, ozoną naikinančios reakcijos vyksta greičiau nei atvirame ore. Taigi, tikėtina, kad, į stratosferą išmetus sulfato, pradėtų retėti ozonas ir į Žemę patektų daugiau ultravioletinių spindulių. Iš tiesų 1991 metais išsiveržus Pinatubui, ozono sluoksnis praretėjo, nors klimatas atvėso. Tačiau dabartiniai tyrimai rodo, kad pavojus ozono sluoksniui gal ir nėra pakankama priežastis atsisakyti idėjos. Po to, kai Monrealio protokolas uždraudė ozono sluoksnį ardančias chemines medžiagas, ilgalaikės ozono sluoksnio perspektyvos atrodo gana geros. Geoinžinerija su sulfatais neabejotinai sulėtintų jo atsistatymą, bet proceso kita linkme nepasuktų. Taigi galbūt laimėjimai klimato srityje verti ultravioletinių nuostolių.
Galbūt. Bet ir šią sritį reikia ištirti. Subtilus skirtumas tarp „pasaulinio atšilimo“ ir „klimato kaitos“ yra dar vienas pavojus. Padvigubinkite anglies dvideginio kiekį atmosferoje, ir vidutinė pasaulio temperatūra pakils. Stratosferoje paskleiskite reikiamą sieros kiekį, ir temperatūra atsistatys. Kitaip tariant, grynojo pasaulinio atšilimo nebus. Bet nors vidutinė temperatūra nepasikeis, keisis klimatas. Modeliuojant aiškėja, kad, taip anuliavus papildomą šiltnamio efekto sukeltą atšilimą pasaulyje, poliarinėse zonose tebebus šilčiau, o atogrąžose vėsiau. Svarbiausia, tai kelia didžiausią nerimą. Bus mažiau lietaus.
Kiekvienas kompiuterinis stratosferinės miglos modelis rodo mažėjantį kritulių kiekį, nors smulkmenos ir skiriasi. Kuo daugiau anglies dvideginio patenka į atmosferą ir kuo daugiau atspindima saulės šviesos, tuo labiau viskas džiūsta. Ir vienur sausra bus didesnė nei kitur. Štai vienas neseniai atliktas tyrimas rodo, kad, taip suprojektavus atvėsimą, Kinija kritulių prarastų kur kas daugiau nei Indija. Tai gali turėti politinių atgarsių.
Kitas itin svarbus tyrimų žingsnis – suprasti tokio poveikio mechanizmą ir reikšmę. Ir kol kas jį žengti sudėtinga, nes vieno darbo apie geoinžineriją rezultatus sunku įvertinti atsižvelgiant į kitą. Priežastis – jie visi remiasi skirtingomis prielaidomis, ir Alanas Robockas iš Rutgerso universiteto viliasi tai įveikti. Dr. A. Robockas, kuris geoinžinerinius tyrimus vykdo atvirai priešiškai žiūrėdamas į bet kokį pasiūlymą naudoti šią technologiją, pradėjo bendradarbiauti su klimato modeliuotojais iš kitų institucijų, idant sudarytų variantų rinkinį, kurį būtų galima naudoti įvairiuose kompiuteriniuose modeliuose.
Toks masinis palyginimas, kuriame galbūt dalyvaus dešimt arba daugiau modeliuotojų komandų, mokslininkams turėtų leisti geriau suprasti, kas iš tiesų vyksta, ir pažiūrėti, kurie rezultatai gali priklausyti nuo konkrečios programinės įrangos kaprizų. Kadangi prieš kelerius metus kompiuterių retai tegaudavai net vienai geoinžinerinės imitacijos procedūrai su naujausiu klimato modeliu, dabar skiriamas laikas ir pastangos – rimtas žingsnis pirmyn.
Kad ir ką modeliai atskleistų apie kritulių mažėjimo pobūdį, poveikį ir prigimtį, sunku įsivaizduoti, kad naujienos šiaip ar taip nebus blogos. Tai viena priežasčių, kodėl dauguma dirbančių geoinžinerijos srityje atmeta idėją, kad „neįtikėtina ekonomija“ išties yra pigus sandoris. Atšilimo dėl šiltnamio dujų negalima iškeisti į vėsinimą migla: jei vis didesnį anglies dvideginio kiekį sieksime atsverti vien paskleidžiant sulfatus, iškils sausrų ir kitų pavojų grėsmė. Galbūt vėsinant ir būtų sušvelninta planetos karštinė, o gal išloštume laiko, kol pageidaujamą poveikį duos mažinamos išlakos. Bet miglos – papildomas vaistas, o ne alternatyva. Šiaip ar taip saulės šviesos atskyrimas sulfatų širma nėra vienintelis siūlomas variantas. Ne vienas verslus tyrėjas ieško būdų, kaip iš atmosferos atskirti anglies dvideginį ir kur nors jį nukišti, kad nekeltų žalos.
O gal absorbuoti?
Gamta vieną metodą jau siūlo – fotosintezę. Politinėmis ir finansinėmis priemonėmis galima skatinti miškų auginimą, o cheminėmis priemonėmis – fotosintezę vykdančio planktono augimą, nors abi galimybės, ypač cheminis būdas, turi skeptikų. Tačiau pramoninių polinkių turintys planetos keitėjai siūlo imtis tikrosios inžinerijos panaudojant vadinamąją „tiesioginio oro gaudymo“ technologiją, kuri chemiškai iš oro rinktų anglies dvideginį, valyklose jį suspaustų ir laidotų po žeme. Įvairios įmonės, įskaitant įsteigtą D. Keitho, mėgina parengti parodomąsias tokių technologijų versijas. Vienas būdų – naudoti ventiliatorių blokus, kurie didžiulį oro kiekį nukreiptų į gudriai sumanytus paviršius, per kuriuos tekėtų absorbuojantis skystis.
Kitas būdas – absorbavimui naudoti vandenyną. Šią galimybę tyrinėja ir Timas Krugeris – neseniai įsteigtos Oksfordo geoinžinerijos programos, pradėtos Oksfordo universitete, bendradarbis ir kol kas vienintelis darbuotojas. T. Krugeris siūlo jūron berti negesintas kalkes – kalcio oksidą. Taip pakeitus vandenyno cheminę sudėtį, vandenyje ištirpęs anglies dvideginis virstų karbonato ir bikarbonato jonais, cheminę „vietą“ atlaisvindamas anglies dvideginiui iš atmosferos.
Išmanantys chemiją pastebės, kad gali kilti sunkumų. Kalcio oksidas gaunamas kaitinant klintis (kalcio karbonatą). Nuo jų atsiskiria anglies dvideginis. O ir kūrenant tos dujos turbūt išsiskirs. Ir visą šitą anglies dvideginį reikės kur nors nukišti, kaip ir tą surinktą iš oro (arba elektrinės kamine). Bet tai gali būti ne itin sunku. Dujos jau bus koncentruotos ir grynos, jei krosnys veiks kaip reikia.
Mintis naudoti kalkes gana sena. XX a. paskutinio dešimtmečio viduryje ją pirmą kartą iškėlė „ExxonMobil“ dirbęs tyrėjas Haroonas Kheshgi. O kita naftos bendrovė „Shell“, vykdydama savo vadinamąją „GameChanger“ programą, stipendiją tyrimams neseniai skyrė T. Krugeriui. Cinikams naftos bendrovių dalyvavimas gali sukelti šypseną, mat joms tektų ir intelektinė nuosavybė bei planuojamas pelnas, kuriuo neabejoja visos anglies dvideginį iš atmosferos surinkti mėginančios bendrovės. Bet mokslui reikia pinigų. Štai „Shell“ pinigais užmokėta tyrėjų tarybai, nagrinėjusiai T. Krugerio planus. Jie padarė išvadą, kad, įdiegus jo planus, anglies dvideginio gaudymas kainuotų 40 JAV dolerių už toną, ir tai atrodo beveik nejaukiai pigu. O kadangi duomenys pirminiai, T. Krugeris nėra linkęs jais girtis. D. Keitho manymu, jo oro gaudymo programoje, jei šypsosis sėkmė, kaina gali nukristi iki 100 JAV dolerių už toną. Mažiau su technologija susiję, bet ne taip tiesiogiai suinteresuoti jos sėkme žmonės mano, kad kainos bus didesnės.
Šitaip išpopuliarėjus geoinžinerijai, į šviesą tempiamos kitos tyrimų sritys. Geras pavyzdys – „debesų balinimas“. Iki 2006 metų mintį, kad planetą galima vėsinti žemuose jūros debesų sluoksniuose išpurškiant miglelę iš jūros druskos ir ja debesis išbalinant, plėtojo du iš dalies atsistatydinę britų mokslininkai. Praėjus vos ketveriems metams prie idėją sumaniusio debesų fizikos specialisto Johno Lathamo ir idėjai įgyvendinti tinkamas sistemas suprojektavusio jūros inžinerijos specialisto Stepheno Salterio prisijungė dar 23 autoriai iš septynių institucijų, ruošiantys straipsnį, bendrais bruožais pristatantį darbus šioje srityje. Straipsnyje nagrinėjamas ne tik galimas tokio plano vėsinamasis poveikis klimatui ir praktiniai aspektai, kaip tokį mišinį išpurkšti iš laivų jūroje, bet ir galimybės atlikti praktinį bandymą ir ką iš tokio bandymo galima sužinoti apie tai, kas vyksta debesyse. Nes vien stebėjimais ir modeliais be tiesioginės intervencijos turintys pasikliauti klimato mokslininkai į šį klausimą dar neatsakė.
Dalies debesų balinimas neabejotinai turi estetinio patrauklumo; ir, be abejo, tai sunku laikyti grėsme aplinkai. Bet turbūt nekalčiausiai skambanti idėja, – ir primenanti herakliškas pastangas, kurioms negali prilygti kvailiojimas su oru ir vandenynais, – tai gimstantis Slaweko Tulaczyko pasiūlymas prirakinti pasaulio ledo kepures.
Kalifornijos universitete Santa Kruze dirbantis ledynų judėjimo specialistas dr. S. Tulaczykas pastebi, kad viena katastrofiškiausių klimato kaitos pasekmių gali būti pakilęs jūros lygis. Ir labiau tikėtina ne tai, kad Grenlandijos ir Antarktidos ledo kepurės ištirps, bet tai, kad po jomis pateks pakankamai polaidžio vandens ir jos nuslys į jūrą. Susitikime, kuris praėjusį mėnesį vyko jo universitete, šis mokslininkas bendrais bruožais pristatė savo idėjas, kaip būtų galima sulėtinti šį procesą: išpumpuojant polaidžio vandenį arba skystu azotu jį ten pat vėl sušaldant. Pagalvojus, kad galbūt šį planą tereikės įgyvendinti keliose vietose, jis nebeatrodo absoliučiai beprotiškas, o tik ambicingas. Pavyzdžiui, nemaža dalis nuo Grenlandijos atskylančio ledo juda tik trimis ledynais. Sugalvokite, kaip sulėtinti arba sustabdyti tų ledynų judėjimą, ir galbūt išspręsite didžiulę problemą.
Šėtonas ir smulkmenos
Stratosferos teršimas. Kalkių pylimas į vandenynus. Grenlandijos ledynų prirakinimas prie jos apledijusių kalnų. Lengva suprasti, kodėl skeptikai šiaušiasi prieš geoinžineriją. O jei manysime, kad ji pasitelkiama vietoj šiltnamio dujų kiekio mažinimo, kad tampa priedanga, leidžiančia neribotą laiką gyventi taip, kaip iki šiol, geoinžinerija išties gali pasirodyti it faustiškas sandėris. Bet turbūt į geoinžineriją taip žiūrėti nedera. Verčiau ją naudoti kaip priemonę, kuri yra kelrodis ateities, kai išmesime mažiau anglies dvideginio, link. Štai daugelis mokslininkų, tyrinėjančių miglos paskleidimą stratosferoje, mano, kad jis labiausiai praverstų, kai reikės mažinti ekstremaliai aukštą temperatūrą. Perkaitimo Žemė ateityje neišvengs tuo metu, kai išmetamų šiltnamio dujų kiekis pradės mažėti, bet jų lygis atmosferoje tebekils.
Tačiau norint pamatyti, ar kuri nors geoinžinerijos forma gali padėti, reikia nedidelio masto eksperimentų. Prisotinti vandenyną geležies jau mėginta – reikia pripažinti, ne itin sėkmingai, bet ir pastebimos žalos nebuvo. Tačiau tokius eksperimentus reglamentuoja tarptautinė organizacija – Londono konvencija dėl atliekų laidojimo jūroje, kurią palaiko BĮK. O kaip kiti eksperimentai? Nagojoje priimtas BĮK sprendimas nedidelio masto eksperimentus leidžia. Bet nedidelio pagal kokį standartą? Laboratorijos, o gal planetos mastu? Ir nedidelio kieno akimis? Entuziasto ar oponento?
Štai eksperimentai su migla. Jei būtų pinigų, tokie eksperimentai galėtų prasidėti gana greitai. Lengva įsivaizduoti iš aukštybinio orlaivio paskleistą sieros rūgštį ir iš kito orlaivio tyrinėjamus paskesnius cheminius procesus. JAV oreivystės ir kosmoso agentūra NASA jau turi tam reikalui tinkamą pertvarkytą U-2.
Tokie eksperimentai nebūtų nekalti. Bet jų žala stratosferai būtų mažesnė nei sukeldavo „Concorde“ arba „Space Shuttle“, kurie buvo priimtini daugumai žmonių. O jei geoinžineriniai eksperimentai bus sustabdyti, tuomet taip ir nesužinosime, kuo jie gali būti naudingi.
Tačiau net ir kai kurie entuziastingai nusiteikę moksliniai darbuotojai nerimauja, ar ne per daug skubama. Jau seniai teigiantis, kad tyrimų reikia daugiau, D. Keithas sako netikėtai manąs, kad jei jau kas nors vyksta, tai vyksta greičiau nei jis norėtų: „Verčiau kelerius metus skirti diskusijoms, užuot iškart puolus prie eksperimento. Yra daugybė galimų eksperimentų, iš kurių daug sužinotume, o jų poveikis aplinkai būtų nežymus, bet jų potekstės tikrai nėra nereikšmingos.“ Staigiai augant geoinžinerijai, reikės iškelti brandžių klausimų. Kam tai naudinga? Kas sprendžia? Kas rizikuoja?
