Czym jest słoneczna geoinżynieria?

Coraz więcej naukowców rozważa przesłanianie Ziemi przed promieniami słonecznymi z pomocą rozpryskiwanych w atmosferze różnych substancji. Nowe badanie pokazało, że jest to dużo bardziej ryzykowne niż się wydawało.

Rozpylanie związków blokujących Słońce w atmosferze

.Pomysł rozpylania w atmosferze związków blokujących Słońce (stratospheric aerosol injection – SAI) z naukowej ciekawostki przerodził się w rozważany coraz częściej, potencjalny sposób spowolnienia zmian klimatycznych. Metoda ta analizowana jest już w setkach badań.

Jednak takie przedsięwzięcie byłoby dużo trudniejsze i bardziej ryzykowne, niż się uważa – ostrzegają eksperci z Columbia Engineering.

„Nawet gdy symulacje prowadzone w modelach klimatycznych są bardzo zaawansowane, z konieczności pozostają uproszczone. Naukowcy modelują idealne cząstki o doskonałym rozmiarze. W symulacji umieszczają dokładnie tyle cząstek, ile chcą i tam, gdzie chcą. Jednak, gdy zaczniemy porównywać to z rzeczywistymi warunkami, ujawnia się ogromna niepewność tych prognoz” – mówi V. Faye McNeill, autorka publikacji, która ukazała się w piśmie „Scientific Reports”.

„Może się wydarzyć wiele różnych rzeczy, jeśli spróbujemy to zrobić. Twierdzimy, że zakres możliwych skutków jest znacznie szerszy, niż ktokolwiek dotąd przypuszczał” – podkreśla. Badaczka i jej zespół przeanalizowali fizyczne, geopolityczne oraz ekonomiczne trudności związane z tym podejściem. Wskazują, że na to, jak aerozole oddziałują z systemami Ziemi, wpływa wiele czynników, np. wysokość i długość geograficzna ich uwolnienia, pora roku, w której to następuje, oraz oczywiście sama liczba wprowadzonych cząstek.

Najważniejszą zmienną wydaje się być jednak szerokość geograficzna. Na przykład – przestrzegają specjaliści – koncentracja aerozoli SAI w regionach polarnych mogłaby zakłócić tropikalne systemy monsunowe.

Z kolei uwalnianie ich w rejonach równikowych mogłoby wpłynąć na prąd strumieniowy i zaburzyć wzorce cyrkulacji atmosferycznej, które przenoszą ciepło w kierunku biegunów Ziemi. „Nie chodzi tylko o to, by wprowadzić do atmosfery pięć teragramów siarki. Liczy się, gdzie i kiedy się to zrobi” – podkreśla prof. McNeill. Oznacza to, że jeśli faktycznie miałoby dojść do zastosowania SAI, powinno to odbywać się w sposób scentralizowany i skoordynowany. Jednak biorąc pod uwagę realia geopolityczne, badacze uważają, że jest to mało prawdopodobne.

Dotychczasowe modele skupiały się niemal wyłącznie na podejściach do SAI wykorzystujących gazy bogate w siarczany – podobne do tych, które powstają, gdy wulkany wyrzucają gazy, które utleniają się i kondensują w stratosferze.

Wybuchy wulkanów w przeszłości prowadziły do ochłodzenia Ziemi – na przykład po erupcji Pinatubo w 1991 roku średnia temperatura planety spadła o prawie jeden stopień Celsjusza i utrzymywała się na tym poziomie przez kilka lat.

Węglan wapnia, tlenek glinu, tlenki tytanu, cyrkonie czy nawet diamenty

.Wydarzenie to często przytacza się jako dowód na to, że SAI mogłoby działać w podobny sposób – wyjaśniają naukowcy. Jednak erupcja Pinatubo zakłóciła indyjski system monsunowy, powodując spadek opadów w całej Azji Południowej, a także doprowadziła do ocieplenia w stratosferze i ubytku warstwy ozonowej.

Zastosowanie siarczanów w ramach SAI mogłoby wiązać się z podobnym ryzykiem lub dodatkowymi problemami środowiskowymi, takimi jak kwaśne deszcze i zanieczyszczenie gleby – twierdzą badacze.

Obawy te skłoniły naukowców do poszukiwania innych składników aerozoli, które mogłyby zostać wykorzystane w SAI. Rozważane są takie substancje, jak węglan wapnia, tlenek glinu, tlenki tytanu, cyrkonie czy nawet diamenty. Zwykle jednak dostęp do tych materiałów jest mocno ograniczony, a ponadto stwarzają kłopoty w procesie ich rozpylania, co czyni działania prowadzone z ich pomocą jeszcze bardziej nieprzewidywalnymi.

„W przypadku geoinżynierii słonecznej wszystko sprowadza się do bilansu ryzyka – mówi Gernot Wagner, jeden z naukowców. – To nie wydarzy się w taki sposób, w jaki modeluje to 99 proc. publikacji na ten temat”.

Prognozowanie pogody kosmicznej 

.Mamy wiele urządzeń monitorujących pogodę na Ziemi, w przypadku prawdopodobnych wpływów na infrastrukturę ze strony tej pochodzącej z kosmosu, polegamy w dużej mierze na modelowaniu – pisze na łamach „Wszystko co Najważniejsze” prof. Sangeetha Abdu JYOTHI.

Minna Palmroth stworzyła narzędzie do modelowania środowiska kosmicznego zaprojektowanego tak, aby wykorzystać do tego celu superkomputery. Powstał w ten sposób symulator Vlasiator, ostatnio wzbogacony w ramach projektu PRESTISSIMO. Śledzi on położenie, prędkość i trajektorię wysokoenergetycznych cząstek przelatujących przez przestrzeń kosmiczną. 

Na początku ludzie myśleli, że jestem szalona. Teraz mamy najdokładniejszy na świecie symulator środowiska kosmicznego, wykorzystujący największe europejskie superkomputery do wizualizacji zjawisk, które wcześniej nie były możliwe. Ponieważ z Vlasiator’a mogą korzystać inni naukowcy, jest używany, także do modelowania pogody kosmicznej związanej z innymi planetami – mówi Minna Palmroth. 

Minna Palmroth ocenia obecnie prawdopodobny wpływ pogody kosmicznej na Ziemię. Próbuje stwierdzić, jak GIC mogą wpływać na sieci energetyczne oraz jak strumień cząstek i energia wpływają na satelity. Oba zagadnienia są trudne do zbadania, ponieważ wymagają komercyjnych i politycznie wrażliwych informacji o konfiguracji sieci energetycznych i satelitów, dlatego zespół badawczy ogranicza się tylko do fińskich danych.  

Wiemy, że fińskie sieci energetyczne mogą wytrzymać najbardziej prawdopodobne efekty pogody kosmicznej, ponieważ nasze transformatory przyjmują dodatkowe prądy stałe lepiej niż większość krajów europejskich. Czy to oznacza, że w najgorszym scenariuszu, w całej Europie tylko Finlandia będzie mogła korzystać z prądu? Nie wiemy – mówi Minna Palmroth. 

Problemy związane z przygotowaniami na konsekwencje burzy słonecznej, która zniszczyłaby elektronikę istniejącą na Ziemi opisuje prof. Sangeetha Abdu JYOTHI, jedna z najlepszych na świecie specjalistek od cyfrowych skutków koronalnego wyrzutu masy – cały tekst [LINK].

PAP/ Marek Matacz/ LW