Как охладить Землю, не разрушив озоновый слой?

О нашей дорогой Земле есть две новости: хорошая и плохая. Хорошая: вероятно, охладить планету и сохранить озоновый слой всё-таки возможно. Плохая: это не решит проблему, и вредные выбросы придётся ограничить.
О нашей дорогой Земле есть две новости: хорошая и плохая. Хорошая: вероятно, охладить планету и сохранить озоновый слой всё-таки возможно. Плохая: это не решит проблему, и вредные выбросы придётся ограничить.

Наша планета стремительно нагревается. С потеплением климата уже не удастся справиться с помощью одного только уменьшения вредных выбросов. Один из вариантов решения проблемы — охладить Землю, распыляя в стратосфере светоотражающие аэрозоли, этот подход называется «солнечной геоинженерией» (solar geoengineering). Один из самых популярных и обсуждаемых проектов в области геоинженерии — использование сульфатных аэрозолей. Но у метода есть существенные недостатки: оказавшись в атмосфере, эти вещества вступают в реакции с образованием серной кислоты, которая разрушает озоновый слой. Озон защищает нас от ультрафиолетового излучения, и уменьшение его концентрации может привести к увеличению заболеваемости раком кожи и другим неприятным последствиям. Учёные из Гарвардского университета (Harvard University) выяснили, какие вещества могут охладить Землю без вреда для стратосферы. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ранее учёные пытались минимизировать ущерб и снизить химическую активность сульфатных аэрозолей, уменьшая размер частиц и применяя материалы с высоким показателем преломления. Исследователи из Гарварда поставили эту идею с ног на голову, предложив использовать высокореактивные вещества. «Каждый раз, когда вы выпускаете в стратосферу инертные частицы, вы получаете реакции, которые в конце концов приводят к разрушению озона, потому что поверхности частиц оказываются покрыты серной кислотой, — объясняет ведущий автор Дэвид Кит (David Keith). — Вместо того чтобы снижать активность аэрозолей, мы хотели использовать высокореактивный материал, который бы позволил избежать разрушения озона».

Чтобы аэрозоли не пробили защитный слой планеты, их частицы должны нейтрализовывать серную, азотную и соляную кислоту. В поисках таких веществ, учёные обратились к периодической таблице. Отбросив токсичные элементы и редкие металлы, они остановились на щелочных солях и щёлочно-земельных металлах, таких как карбонат кальция. «Фактически, это антациды (противокислотные лекарственные препараты — прим. XX2 ВЕК) для стратосферы», — комментирует соавтор исследования Франк Койч (Frank Keutsch). Компьютерное моделирование показало, что кальцит, из которого сложены известняки и меловые породы, может нейтрализовать кислоты, попавшие в атмосферу с антропогенными выбросами и предотвратить истончение озонового слоя, одновременно отражая солнечный свет и охлаждая планету.

Сейчас учёные проводят лабораторные испытания. Эксперименты должны показать, как поведут себя кальцитовые аэрозоли в стратосфере. Исследователи осторожны, поскольку знают, что выбросы в атмосферу могут привести к неожиданным последствиям. «Химия стратосферы сложна, и мы пока не до конца не до конца в ней разобрались, — говорит Кит. — Возможно, этот метод повысит глобальные концентрации озона, но динамика климата в полярных областях в то же время приведёт к увеличению озоновой дыры».

Исследователи отмечают, что даже если их подход сработает и снизит риск разрушения озона до приемлемого уровня, аэрозоли в атмосфере — не решение проблемы. «Геоинженерия — это как приём обезболивающих. Они помогают, когда дело совсем плохо, но причину болезни не устраняют и могут принести больше вреда, чем пользы. В действительности, мы не знаем, каковы будут последствия геоинженерии, именно поэтому мы и занимаемся исследованиями», — говорит Койч

Озоновый слой — часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км с наибольшим содержанием озона, образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород. Озоновый слой поглощает от 97 до 99% солнечного излучения в области длин волн от 200 до 315 нм.