По словам учёных , распыление алмазной пыли в атмосфере может компенсировать почти все потепление, вызванное деятельностью человека со времен промышленной революции, и «выиграть нам немного времени» в борьбе с изменением климата.
Новые исследования показывают, что выброс 5,5 миллионов тонн (5 миллионов метрических тонн) алмазной пыли в стратосферу каждый год может охладить планету на 1,8 градуса по Фаренгейту (1 градус по Цельсию) благодаря отражающим свойствам драгоценных камней. Такая степень охлаждения будет иметь большое значение для ограничения глобального потепления, которое началось во второй половине 19 века и сейчас составляет около 2,45 F (1,36 C), согласно данным НАСА.
Исследование вносит вклад в область гео инженерии, которая ищет способы борьбы с изменением климата путем сокращения количества энергии, достигающей Земли от Солнца.
«Это очень спорная тема», — сказал Live Science соавтор исследования Сандро Ваттиони, исследователь в области экспериментальной физики атмосферы в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе (ETH Zurich). «Многие ученые хотят запретить проводить исследования — даже исследования — по этой теме».
Чтобы смягчить эффект нагревания от солнца, исследователи давно предлагают использовать крошечные частицы, или аэрозоли, которые отражают солнечные лучи обратно в космос. Впрыскивание этих аэрозолей в стратосферу — слой атмосферы Земли, который находится на высоте от 7,5 до 31 мили (от 12 до 50 километров) над поверхностью планеты — означает, что они будут оставаться в атмосфере по крайней мере один год, прежде чем упадут обратно на Землю, говорят исследователи.
Стратосферная аэрозольная инъекция (SAI) черпает вдохновение из охлаждения, которое иногда происходит после крупных вулканических извержений. Вулканы выбрасывают огромные облака диоксида серы. Этот газ преобразуется в серную кислоту в стратосфере, затем конденсируется, образуя мелкие сульфатные аэрозоли , которые отражают солнечный свет обратно в космос — не давая ему достичь Земли и нагреть планету.
Предыдущие исследования изучали возможность закачки диоксида серы в стратосферу для борьбы с изменением климата, но есть несколько нежелательных побочных эффектов, которые следует учитывать, сказал Ваттиони. Аэрозоли серной кислоты поглощают значительное количество солнечного и земного тепла, то есть они могут вызвать потепление в стратосфере, которое может повлиять на ветры, циркулирующие в ней. Любые возмущения могут затем распространиться по тропосфере — слою атмосферы под стратосферой и над поверхностью Земли — вызывая нарушения в глобальных режимах осадков и циркуляции, сказал он.
По словам Ваттиони, именно здесь алмазы могут оказаться полезными.
В исследовании моделирования, опубликованном в октябре, он и его коллеги обнаружили, что алмазные частицы не вызовут ни стратосферного потепления, ни других заметных нарушений. Это потому, что алмазный порошок обладает чрезвычайно высокой отражающей способностью и не слипается, что является причиной того, почему некоторые другие материалы поглощают тепло, а не отправляют его обратно в космос.
По словам Ваттиони, чтобы достичь необходимого для охлаждения количества частиц, вокруг Земли должно пролететь несколько сотен высотных самолетов, постоянно выбрасывающих их в атмосферу, однако такие соображения выходят за рамки исследования.
«Мы просто смотрели на алмазы и не думали о затратах или о том, как эти частицы можно добывать», — сказал он. «Но, очевидно, это также вопросы, которые необходимо рассмотреть [чтобы определить], осуществимо или нет делать что-то подобное».
В новом исследовании, опубликованном в понедельник (16 декабря) в журнале Environmental Research: Climate , исследователи подтвердили, что алмазы, по крайней мере теоретически, являются наилучшим материалом для закачки в стратосферу.
Команда сравнила эффективность охлаждения алмазных частиц с эффективностью охлаждения частиц алюминия и кальцита, используя модель системы Земли, которая имитирует полную реакцию климата на вмешательство. Они обнаружили, что количество алмазной пыли, необходимое для охлаждения планеты на 1,8 F — 5,5 млн тонн в год — было примерно на треть меньше количества других материалов, необходимых для достижения того же эффекта охлаждения.
Но стоимость и энергетические потребности этих различных материалов остаются неясными.
Исследование 2020 года подсчитало, что SAI с диоксидом серы с 2035 по 2100 год будет стоить 18 миллиардов долларов в год, а стоимость алюминия и кальцита, вероятно, будет примерно такой же, сказал Ваттиони. Счёт за алмазы будет намного выше, при этом исследование 2020 года подсчитало общую стоимость за 65 лет в размере 175 триллионов долларов.
«В этом отношении частицы кальцита могут быть лучшим вариантом», — сказал Ваттиони, добавив, что кальцит является основным компонентом известняка, и поэтому его легко найти в огромных количествах по всему миру.
Вокруг SAI существует огромная неопределенность, и ученые далеки от его внедрения. Некоторые эксперты выступают против проведения такого типа исследований вообще из-за непредвиденных последствий, которые оно может иметь , и потому что, по их словам, оно отнимает финансирование у других климатических исследований.
Однако «не проводить это исследование означало бы игнорировать потенциальную технологию, которая могла бы, по крайней мере, помочь снизить некоторые риски», — сказал Ваттиони.
SAI и другие стратегии геоинженерии не являются решением проблемы изменения климата, но они «могут выиграть нам немного времени», сказал Ваттиони.
«Мы действительно подвергаемся опасности преодоления некоторых необратимых климатических и экологических переломных моментов, и SAI потенциально может помочь избежать преодоления этих переломных моментов, пока мы не достигнем цели чистого нуля», — сказал он.
Прочитайте что такое взгляд в будущее