Меловой период основателя Microsoft
В недавно обнародованном шестом докладе Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (IPCC — Intergovernmental Panel on Climate Change) содержатся убедительные свидетельства в пользу тезиса о том, что изменения климата вызваны человеческой деятельностью.
Рекордная жара, наводнения и засухи уже перевернули жизнь миллионов людей от американского запада до Южной Европы и Центрального Китая. Вероятно, в ближайшее время природные катастрофы станут еще более распространенным явлением, поскольку глобальная температура продолжит свой рост.
Тем более важна инициатива Билла Гейтса. Он не только хочет чипировать землян, но и выделил $3 млн. чтобы поднять два килограмма мела на 19 километров и распылить их там. Требуется выяснить, насколько эффективно такое распыление, как далеко разносятся частички. Исходя из этого можно будет точно рассчитать, сколько мела нужно распределить в в стратосфере, чтобы спасти Землю от глобального потепления.
Почему в стратосфере? Потому что ниже идут дожди, уносящие с собой пыль. Так, Сахара выбрасывает в тропосферу 1,6-1,7 гигатонн песка и пыли ежегодно, порой она достигает Техаса, как в июне 2020 года, но в итоге вся выпадает с дождем. Поэтому крупнейшая пустыня хотя и охлаждает планету, но делает это слабо: Биллу Гейтсу нужно намного больше.
Проект критикуют. Профессор Эдинбургского университета Стюарт Хасзелдайн (Stuart Haszeldine) заявил Times: «Да, отражение солнечного излучения охладит планету, но это будет все равно, что героин по вене пускать: придется делать это снова и снова, чтобы поддерживать эффект».
Впрочем, советский ученый предложил этот способ полвека назад — с более эффективной серой вместо мела. Факт глобального потепления из-за выбросов СО2 рассчитал еще на полуэмпирических моделях климатолог Михаил Будыко в 1960-х. В 1971 году он выступил с этим тезисом на международной конференции, где было много американских ученых — и практически все они ему возражали, тогда в моде была мысль, что идет глобальное похолодание от выбросов диоксида серы, появлявшихся при сжигании угля. Будыко, однако, смог показать, что СО2 много сильнее SO2 (благо и выделяется его много больше) и уже через десять лет голоса возражавших ему смолкли.
По первым грубым прикидкам ему казалось, что потепление может остановить ветровой перенос от моря вглубь континентов. Поэтому, посчитал он, там могут возникнуть засухи. Как же глобальное потепление остановить? Он предложил делать это с помощью самолетов, жгущих серу в стратосфере. При сжигании серы образуется SO2 — сернистый ангидрид. При этом половина его массы получается из кислорода воздуха, что вдвое уменьшает затраты на транспортировку материала в стратосферу — а она довольно дорога. Это вещество в стратосфере обеспечивает эффективный антипарниковый эффект — не дает солнечным лучам попадать в тропосферу и нагревать поверхность планеты.
Один килограмм серы, сожженной в стратосфере, уравновесит парниковый эффект от нескольких сот тонн углекислого газа. Сто тысяч тонн серы — все современные выбросы антропогенного СО2. Даже наименее оптимистичные оценки отмечают: ежегодного вброса 5 млн. тонн SO2 в стратосферу может быть достаточно, чтобы резко ограничить глобальное потепление.
Зачем же предлагать мел? Молекула мела намного тяжелее, то есть она быстрее будет оседать на поверхность планеты и менее эффективно охлаждать ее. Формальный ответ таков: SO2 опасен для озонового слоя, разрушает озон. Правда, ангидрид при этом сам заменяет его: спектры поглощения ультрафиолета у SO2 и О3 совпадают, поэтому, разрушая озон, сернистый ангидрид все равно блокирует ультрафиолет.
Хотя мел охлаждает Землю и менее эффективно, чем диоксид серы, но вполне может это сделать. Причем, вопреки возражениям оппонентов, совершенно необязательно, чтобы ввод мела в атмосферу действительно поддерживался постоянно. Как отмечал все тот же Михаил Будыко, земной климат сегодня принципиально неустойчив. Происходит это потому, что сегодня есть постоянные полярные ледяные шапки (последние 500 миллионов лет они были редкостью), хорошо отражающие солнечное излучение. Из-за этого охлаждение планеты стало давать ранее отсутствовавшую положительную обратную связь: чем холоднее на ней будет, тем больше образуется льдов, отражающих солнечное излучение в космос. Отчего станет еще холоднее.
А если оледенение доберется до критически низких широт — экваториальных — то отражающая способность Земли увеличится настолько сильно, что среднемировая температура упадет на десятки градусов. Холодно станет везде, после чего любая наземная растительность погибнет. Будыко отмечал, что в последнем ледниковом периоде — самом сильном за очень долгое время — планета подошла критически близко к такому состоянию.
Поэтому вывод «ввод мела в атмосферу надо будет подкреплять снова и снова», конечно, научно не вполне корректен. Если распылить в атмосфере достаточное количество мела (или диоксида серы), чтобы оледенение достигло хотя бы Северной Африки, дальнейшее оледенение Земли станет самоподдерживающимся — и победа над глобальным потеплением, таким образом, станет вечной.
Но не вполне. Около 600-700 миллионов лет назад на Земле царил криогений — ледники покрыли ее всю, включая экватор. Земля-снежок, так она выглядела из космоса. Однако со временем какие-то пока не до конца ясные процессы все же привели к таянию льдов. Впрочем, с точки зрения нашего вида речь будет идти о вечности — криогений длился как минимум десятки миллионов лет.
Осуществим ли плане Гейтса? Вполне. Затемнение земных небес — самый простой, дешевый и эффективный способ борьбы с глобальным потеплением. Выбирая между ним и буквально любой другой альтернативой, следует решительно предпочесть именно затемнение, а не что-либо еще. Так, снижение концентрации углекислого газа в атмосфере Земли до доиндустриальных значений — с нынешних 410 до 280 частей на миллион, потребует перестройки всей энергетики и экономики. Альтернативные методы охлаждения планеты включают развертывание отражающих зеркал на орбите Земли и распыление соли с кораблей для того, чтобы увеличить отражающую способность облаков над морем, что мало реально.
Кстати глобальное меловое затемнение по Гейтсу тоже приведет к снижению концентрации СО2 в атмосфере — потому что по мере охлаждения океана он станет вбирать больше этого газа на единицу объема воды. Но снижение будет не таким резким, как при борьбе с антропогенным СО2 в атмосфере за счет перестройки энергетики.
К тому же способ Гейтса дешев. По расчетам для диоксида серы, всего 2-8 миллиардов долларов в год хватит, чтобы остановить глобальное потепление без снижения антропогенных выбросов СО2. Это очень немного, только личное состояние того же Гейтса $138 млрд., а на благотворительность он уже потратил более 50 миллиардов. Наверняка, сможет вложить немало средств и в этот проект.
Между тем переход на возобновляемую энергетику требует 4,4 триллиона долларов в год. Причем этого не хватит, чтобы остановить потепление: уже накопленный в атмосфере СО2 будет нагревать ее долгие века даже если антропогенные выбросы завтра же упадут до нуля. Затемнить планету стоит в тысячу раз меньших ежегодных расходов — и реально может остановить потепление, в отличие от полезного, но недостаточного перехода на возобновляемую энергетику. Очевидно, что даже одни США при желании легко остановят глобальное потепление таким способом.
Наконец, у глобального затемнения есть еще плюс: оно имитирует глубоко естественный процесс. В истории Земли они всегда были спусковым крючком для многих ледниковых периодов и случаются каждый раз при сильном извержении вулкана. Последний раз в 1991 году, когда Пинатубо на Филиппинах выбросил в стратосферу 20 млн. тонн диоксида серы (горячий тяжелый газ может подняться существенно выше более легких молекул воздуха).
Как отмечает журнал Nature: «Это извержение охладило планету на 0,5°C. На полтора года средняя земная температура вернулась к той, что была до изобретения парового двигателя».
Но намного более сильные извержения в XIX веке дали Тамбора и Кракатау, а 16 февраля 1600 года — Уайнапутина в Перу. Тогда выброс достиг 50-100 млн. тонн SO2. В итоге даже в северном полушарии температуры упали на несколько лет. В России, например, температура упала настолько, что случился худший голод в ее истории. За 1601-1603 годы только в Москве похоронили 127 тысяч умерших от него.
Но и это не рекорд. Сильнейшее извержение вулкана за время существования нашего вида — это Тоба, супервулкан в Индонезии, на Суматре, примерно 75 тысяч лет назад. Тогда в атмосферу попало 6 млрд. тонн диоксида серы. Ученые до сих пор спорят, насколько тогда упала температура — называются цифры от 1 до 15 градусов, истина, вероятно, в районе 3-5 градусов. Зато генетикам хорошо известно, что численность людей, оставивших свои гены нам, в этот период многократно сжалась. Общая численность размножающейся человеческой популяции около 70-80 тысяч лет назад упала до 1000-10000 особей, что исключительно мало. Наш вид прошел тогда через бутылочное горлышко… Люди к тому времени уже были не только в Африке, но и в Азии. Это значит, что никакое неглобальное событие не могло бы многократно уронить их численность и кроме извержения Тобы нет других претендентов на роль такого глобального апокалипсиса.
Вывод: затемнение Земли — древний и отлично проверенный способ ее интенсивного охлаждения. Но, вот какой парадокс: инициатива Билла Гейтса, при всей ее разумности, вероятно будет отвергнута природоохранным мэйнстримом. Без чего провести эту идею через западных политиков будет сложно.
Впрочем, рост уровня океанов (вспомните рухнувший дом в Майами) и количества погодных аномалий поможет ее продвижению. Ну а если слегка переборщим с охлаждением, то распылим тысячи тонн сажи над Гренландией и Антарктидой, снизив коэффициент отражения света…
Юрий Кирпичев