По мнению группы ученых, опубликовавших новый отчет, посвященный изучению этой проблемы, пришло время более тщательно и серьезно взглянуть на использование геоинженерии для защиты ледяных щитов планеты. Ледниковая геоинженерия — это новая область исследований, которая дает некоторую надежду на сокращение ледников и ледяных щитов Земли.
В совокупности ледники и ледниковые щиты называются криосферой. Криосфера играет важную роль в круговороте воды. Это огромные водоемы, которые при повышении температуры сбрасывают воду в реки, озера и океаны. Они покрывают около 10% поверхности суши Земли и обеспечивают сельскохозяйственной водой около двух миллиардов человек.
Отсутствие защиты ледников и ледяных щитов Земли имеет ужасные последствия: глобальный подъем уровня моря. МГЭИК (Международная группа экспертов по изменению климата) не прикладывает никаких усилий, когда дело доходит до таяния ледниковых щитов и ледников нашей планеты. В своем специальном докладе об океане и криосфере в условиях меняющегося климата, опубликованном в 2019 году, МГЭИК заявила, что к концу XXI века средний глобальный уровень моря, вероятно, поднимется на 0,95 фута (0,29 м) и 3,61 фута (1,1 м). . Эти оценки, возможно, на самом деле консервативны, но они по-прежнему ставят огромное количество людей в небольших островных государствах и прибрежных городах прямо в перекрестье разворачивающейся катастрофы таяния криосферы.
Команда из пяти ученых выпустила новый официальный документ по ледниковой геоинженерии «Вмешательство в ледниковый климат: исследовательское видение». В нем они утверждают, что гляциологические исследования должны быть сосредоточены на сохранении ледникового покрова, чтобы замедлить или предотвратить повышение уровня моря. Они пишут, что нам необходимо определить, «могут ли инженерные вмешательства, примененные к критическим регионам ледникового покрова, уменьшить повышение уровня моря».
В своей статье они фокусируются на ледниковых щитах, а не на ледниках. Ледники мира удалены, каждый из них относительно невелик и разбросан по всему миру. Они не являются реалистичными целями для геоинженерии. И наоборот, Антарктида и Гренландия имеют массивные ледниковые щиты размером с континент, которые доступны и являются основным источником талой воды, повышающей уровень моря.
Авторы не выступают за какое-либо конкретное геоинженерное вмешательство. Вместо этого они представляют свое видение энергичных усилий по определению того, какие вмешательства следует или можно использовать.
«Нам нужны энергичные общественные дебаты о потенциальных пользах и вреде, основанные на исследованиях, которые создают доказательства этих проблем».
Из ледникового климатического вмешательства: исследовательское видение
«Каждый ученый надеется, что нам не придется проводить это исследование», — сказал Дуглас МакЭил, профессор геофизических наук Чикагского университета, изучающий ледники в течение почти 50 лет и являющийся соавтором книги «Белый мир». бумага. «Но мы также знаем, что если не подумаем об этом, мы можем упустить возможность помочь миру в будущем».
Каждый крупный ледниковый щит и ледниковая система в мире претерпевают критические изменения. Поскольку их таяние ускоряется, они будут поставлять в океаны все больше и больше воды. Глобальный уровень моря уже поднялся примерно на 8 или 9 дюймов с конца 1800-х годов, и этот подъем будет только ускоряться.
Большая часть воды будет поступать из регионов Антарктики и Арктики, в основном из Гренландии и Антарктического ледникового щита, континентального ледникового щита, который покрывает почти всю Антарктиду. Может ли ограничение таяния таяния в этих ключевых регионах помочь замедлить глобальное повышение уровня моря? Как этого можно достичь и какие нежелательные последствия эти усилия окажут на экосистемы? По мнению авторов доклада, пришло время серьёзно и последовательно заняться этими вопросами.
За последние пару десятилетий ученые сосредоточились на двух вопросах о таянии криосферы. Один спрашивает, какие процессы вызывают потерю льда, что способствует глобальному подъему уровня моря, а другой спрашивает, как изменение климата стимулирует или влияет на эти процессы. На протяжении десятилетий гляциологи неофициально обсуждали, какие меры можно предпринять, чтобы замедлить подъем уровня моря.
Для авторов этого отчета пришло время сделать следующий шаг и задаться вопросом, что можно сделать. «Мы не можем остановить повышение уровня моря, но мы можем замедлить его, пока человечество осуществляет необходимый переход от энергетических систем, основанных на углероде», — пишут они.
Их официальный документ построен вокруг трех вопросов:
- Какие естественные процессы могут ограничить разрушение ледникового покрова?
- Существует ли человеческое вмешательство, которое могло бы усилить эти естественные процессы и тем самым замедлить повышение уровня моря?
- Каковы наши возможности для реализации этих мер?
Белая книга представляет собой программу исследований, направленную на ответы на эти вопросы. Он выходит за рамки геоинженерии и также учитывает «социальную лицензию и справедливость, управление, этику и мудрость любого исследования вмешательства в ледниковый климат».
Существует два известных подхода к ограничению таяния и глобального повышения уровня моря (GSLR). Один предполагает вмешательство в механизмы переноса тепла в океане, а другой предполагает вмешательство в базальную гидрологию. Базальная гидрология относится к условиям у подножия льда. Другой, менее известный подход предполагает вмешательство путем откачки морской воды.
Вопрос чрезвычайно сложный. Например, в Антарктиде разные ледяные щиты по-разному реагируют на более высокие температуры. Они имеют разное строение и по-разному контактируют с океаном. Некоторые из них относительно защищены от таяния льдов, тогда как другие находятся в гораздо большей опасности. Ни один тип вмешательства не будет успешным.
В некоторых случаях геоинженерия должна будет предотвратить попадание теплой воды под нижнюю часть шельфовых ледников. Этого можно добиться, построив на дне океана отстойники или разместив там волокнистые завесы. Вместо этого более холодную воду можно было бы направить к нижней части полок, ограничивая и задерживая таяние. Это также может привести к утолщению и удлинению шельфовых ледников. Это пример вмешательства в перенос тепла через океан. «Это стабилизирует ледниковый покров и замедлит скорость разрушения», — объясняют авторы. Моделирование показывает, что скромные завесы, закрывающие лишь часть водного столба, могут оказать огромное влияние на таяние.
Очевидный вопрос: что происходит с экосистемой? Было бы сложно продать, если бы разрушение окружающей среды было серьезным.
Вмешательства в базальную гидрологию направлены на основание ледниковых щитов, где они соприкасаются с землей. Ледяные потоки — это быстрые потоки, которые сбрасывают лед и осадки в океан из-под ледяного покрова и способствуют GSLR. В прошлом некоторые из них останавливались самостоятельно. Ледяной поток Камб внезапно прекратился около 200 лет назад по естественным причинам. Можем ли мы воссоздать эти причины с помощью геоинженерии? «Лучшее понимание того, почему ледяной поток Камб закрылся сам по себе, покажет нам, есть ли вмешательство человека, которое могло бы заставить это случиться снова», — пишут авторы.
Авторы отмечают, что ледяной поток Камб, вероятно, замедлился, потому что потерял содержание воды. Вода действует как смазка, которая позволяет потокам течь быстрее, увеличивая плавление.
Одна из идей состоит в том, чтобы просверлить поле отверстий в ледяных щитах и извлечь воду из базальной области. Это уменьшит эффект смазки и замедлит движение ледяных потоков. «Эти отверстия будут использоваться для извлечения воды или тепла из подледной системы, возможно, с использованием пассивных термосифонов без электропитания», — объясняют авторы. Другой аналогичный метод предполагает создание каналов под ледяным покровом, по которым вода могла бы стекать.
Одним из преимуществ этих типов вмешательств в базальную гидрологию является то, что экологическое воздействие может быть меньшим.
Есть несколько других потенциальных вмешательств, которые не были так хорошо изучены. Например, на поверхности можно установить ветрозащитные полосы, чтобы помочь снегу накапливаться на вершине ледяных щитов. Мы могли бы разместить светоотражающие материалы на поверхности ледяных щитов, чтобы уменьшить абляцию. Другой вариант — использовать тросы и якоря, чтобы предотвратить разрушение ледяных щитов. Еще один вариант — закачивать морскую воду на поверхность ледяных щитов зимой, чтобы образовать больше льда.
«Нам потребуется от 15 до 30 лет, чтобы понять достаточно, чтобы рекомендовать или исключить любое из этих вмешательств», — сказал соавтор Джон Мур, профессор Арктического центра Университета Лапландии.
Существует много неопределенностей. Изменение потока воды с помощью берм или завес может иметь непредвиденные последствия в других местах, которые могут помешать нашим геоинженерным усилиям. Вмешательства в базальную гидрологию могут привести к отступлению линии заземления, места, где подземный лед встречается с камнями. Накачивание морской воды на вершину ледяного покрова может создать или усугубить существующие трещины, ускоряя распад ледникового покрова.
Авторы признают, насколько все это неопределенно. «Все меры воздействия на ледниковый климат являются новыми с научной точки зрения, эффективность которых еще не доказана, и представляют собой технически и социально сложные проекты с многочисленными неопределенными последствиями», — пишут они. Чтобы устранить эту неопределенность, потребуются скоординированные и целенаправленные усилия.
«Наш аргумент заключается в том, что мы должны начать финансировать это исследование сейчас, чтобы не принимать панических решений в будущем, когда вода уже плещется у нас по лодыжкам».
Дуглас МакЭил, профессор геофизических наук Чикагского университета
Конечно, есть аргументы против этих усилий.
Этот тип исследований может в конечном итоге лишить стимулов другие исследования по сокращению выбросов парниковых газов. Но для авторов сокращение выбросов всегда является главным приоритетом. «Мы никогда не можем достаточно часто говорить, что это главный приоритет», — сказал Мур.
Некоторые говорят, что это может привести к чрезмерной зависимости от технологических решений. Другие утверждают, что может быть слишком много непреднамеренных и побочных реакций.
Также может возникнуть моральный риск, когда действия одного поколения ставят под угрозу следующее. Это уже происходит с выбросами парниковых газов. Другой аргумент против геоинженерии указывает на то, что ею займутся развитые страны, и они могут оптимизировать усилия для достижения желаемых результатов, которые приносят им неравномерную выгоду. Дополнительным аргументом является то, что число ученых невелико и что, если они будут единственными, кто обсуждает это, ценные точки зрения могут быть упущены.
В конце концов, авторы призывают к активной дискуссии по всем аспектам проблемы, а не только по самим инженерным методам. «Нам нужны энергичные общественные дебаты о потенциальных пользах и вреде, основанные на исследованиях, которые создают доказательства этих проблем», — пишут они. «Нам необходимо знать и обсудить, как такие вмешательства повлияют на людей во всем мире, природные системы, восприятие «природы» и необходимость уменьшения антропогенного изменения климата».
Они говорят, что общая цель состоит в том, чтобы привлечь к обсуждению и исследованию как можно больше заинтересованных сторон.
Наши выбросы углекислого газа все еще растут. Этот показатель неодинаков в разных странах и экономиках, поскольку более развитые экономики имеют больше ресурсов для борьбы с выбросами. Но в конечном итоге это не имеет большого значения. Проблема глобальная, и решение тоже будет.
Вполне возможно, что у мировых ледников и ледяных щитов наступит переломный момент. Возможно, мы уже достигли этого. «Люди уже выпустили так много углекислого газа, что мы наблюдаем глубокие изменения в каждой ледниковой системе по всему миру», — сказал МакЭил. «Многие из них, вероятно, наступят переломный момент, когда даже если завтра мы прекратим выбросы всего углерода во всем мире, система все равно рухнет. И сейчас мы не можем сказать, что мы еще не пересекли эти точки».
Для разработки детального подхода, который рекомендуют авторы, потребуется время. Если мы реализуем подобные решения, потребуется время, чтобы увидеть какие-либо преимущества. По прошествии этого времени ледяные щиты продолжат таять, а уровень моря продолжит подниматься. Существует чувство паники, но оно не может влиять на наши решения. «Без исследований мы не можем знать, существуют ли жизнеспособные меры», — пишут авторы. Без исследований мы также не можем знать, есть ли переломные моменты.
Это еще один знакомый рефрен ученых, один из длинной череды рефренов, которые поначалу были проигнорированы и отодвинуты в сторону перед лицом более насущных и краткосрочных проблем. Мы потеряли время и должны прекратить тратить его еще больше. «Без одновременного практического планирования, проектирования и консультаций, если решение найдется, произойдет недобросовестная задержка в действиях», — объясняют авторы.
Они предусматривают широкомасштабное развитие науки и техники, лежащей в основе ледников, а также меры, которые мы можем принять, чтобы замедлить их таяние.
«Мы предлагаем такую амбициозную программу, потому что считаем изучение вариантов снижения повышения уровня моря в результате таяния ледникового покрова глобальным императивом», — пишут они.
«Наш аргумент заключается в том, что мы должны начать финансировать это исследование сейчас, чтобы не принимать панических решений в будущем, когда вода уже плещется у нас по лодыжкам», — сказал МакЭил.
