Фото: new-science.ru В борьбе с нарастающими угрозами глобального потепления ученые вынуждены рассматривать даже самые смелые и нестандартные подходы. Одним из таких направлений является солнечная геоинженерия — целенаправленное воздействие на климат для снижения температуры Земли. Новое исследование международной группы ученых предлагает революционную идею: использовать наночастицы синтетического алмаза в качестве стратосферного аэрозоля. Согласно их расчетам, ежегодное распыление 5 миллионов тонн таких частиц на протяжении 45 лет способно понизить среднюю глобальную температуру на 1,6°С.
Цели и реалии климатической повестки
Цель устойчивого развития ООН (ЦУР 13) ставит задачу достичь углеродной нейтральности к 2050 году. Однако климатологи все чаще указывают на то, что одних лишь мер по сокращению выбросов парниковых газов может оказаться недостаточно. Деградация природных поглотителей углерода (океанов и лесов) и инерционность климатической системы означают, что накопленный ущерб будет сказываться десятилетиями. В этой ситуации идеи активного охлаждения планеты, такие как солнечная геоинженерия, переходят из разряда теоретических в категорию потенциально необходимых инструментов.
Уроки вулканов и опасности серы
Идея солнечной геоинженерии родилась из наблюдений за природными явлениями, в частности, за мощными вулканическими извержениями. Когда вулкан выбрасывает в стратосферу миллионы тонн диоксида серы (SO₂), образуются сульфатные аэрозоли. Эти микроскопические частицы отражают часть солнечной радиации обратно в космос, что приводит к временному охлаждению планеты. Яркий пример — извержение вулкана Пинатубо в 1991 году, которое понизило среднюю температуру Земли примерно на 0,5°C на несколько лет.
Обратите внимание: Астрономы впервые наблюдали за рождением системы с двумя нейтронными звездами.
Однако искусственное внесение SO₂ в стратосферу сопряжено с серьезными рисками: оно может провоцировать кислотные дожди, разрушать озоновый слой и влиять на глобальные погодные паттерны.Поиск идеального аэрозоля
Международная команда исследователей из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zurich), обсерватории в Давосе и Гарвардского университета предприняла масштабный поиск более безопасной альтернативы диоксиду серы. Под руководством климатолога Сандро Ваттиони ученые проанализировали семь различных материалов, включая кальцит, карбид кремния, алюминий, диоксид титана в двух формах (рутил и анатаз), а также синтетический алмаз.
В своем исследовании, опубликованном в журнале «Письма о геофизических исследованиях», ученые использовали сложную трехмерную климатическую модель. Она оценивала не только способность материалов отражать солнечный свет, но и их микрофизические свойства: скорость оседания в атмосфере и склонность к агломерации (слипанию в более крупные частицы). Идеальный аэрозоль должен медленно опускаться и не образовывать комков, чтобы дольше оставаться в стратосфере и эффективнее отражать тепло.
Алмаз — чемпион по охлаждению
Моделирование воздействия в течение 45 лет показало, что почти все протестированные твердые частицы (кроме рутила) справляются с охлаждением стратосферы лучше, чем SO₂. Особенно выделились частицы алмаза и кальцита, которые вызывали минимальное дополнительное потепление в стратосфере. Алмаз, благодаря своей химической инертности и оптическим свойствам, оказался идеальным кандидатом: он превосходно отражает солнечную радиацию, не слипается и не вызывает опасных химических реакций, ведущих к кислотным осадкам.
Фантастическая цена фантастического проекта
Главным и, пожалуй, непреодолимым на сегодня барьером для реализации «алмазного» сценария является его колоссальная стоимость. Ежегодное производство и распыление 5 миллионов тонн наноалмазов обойдется, по оценкам, в астрономические 1750 триллионов долларов. Для сравнения, использование серы, хотя и менее эффективное, в 2400 раз дешевле. Как отмечает инженер Корнеллского университета Дуглас МакМартин, необходимо продолжить поиск других материалов, которые могли бы сочетать высокую эффективность алмаза с приемлемой ценой, чтобы сделать проект солнечной геоинженерии хоть сколько-нибудь реализуемым.
Все последние новости природы читайте на New-Science.ru.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Столкнувшись с проблемами, вызванными глобальным потеплением, научное сообщество ищет смелые решения, включая солнечную геоинженерию.