Покрытие арктического морского льда крошечными полыми стеклянными сферами в реальных условиях ускорило бы потерю ледяного покрова и согрело планету, то есть привело бы к последствиям, прямо противоположным заявленным сторонниками проекта.
Морской лёд отражает свет — и благодаря этому значительная часть солнечной энергии уходит в космос. Лёд влияет на температуру океана и воздуха, на циркуляцию воды в Мировом океане. Площадь и толщина ледового покрытия имеет решающее значение для глобального климата.
Мелинда Вебстер (Melinda Webster) из Геофизического института Аляскинского университета в Фэрбенксе (University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute) опубликовала в журнале Earth’s Future статью, в которой разбирает идею вышедшей ещё в 2018 году работы. Речь о предложении покрывать молодой арктический морской лёд стеклянными микросферами (полыми стеклянными микросферами, англ. hollow glass microspheres или HGMs), что по идее увеличит его отражательную способность, защитит от солнца и, следовательно, позволит ему со временем превратиться в лёд многолетний с высокой отражающей способностью.
Работа Вебстер показывает, что нанесение слоёв белых полых стеклянных микросфер на арктический морской лёд фактически затемнит его поверхность, что ускорит таяние морского льда и ещё больше согреет климат.
Согласно данным 2018 года, нанесение пяти слоёв HGMs отражает 43% поступающего солнечного света и позволяет 47% проходить через эти слои на нижележащую поверхность. Оставшиеся 10% поглощаются микросферами.
Текущее исследование Вебстер и её коллег показывает, что тех 10 процентов солнечного света, удерживаемого микросферами, достаточно, чтобы ускорить таяние льда и ещё больше нагреть арктическую атмосферу.
«Наши результаты показывают, что предлагаемые усилия по прекращению потери арктического морского льда дадут эффект, противоположный задуманному, — говоит Вебстер. — И это нанесёт ущерб климату Земли и человеческому обществу».
Мелинда Вебстер и её коллега Стивен Дж. Уоррен (Stephen G. Warren, Вашингтонский университет) пришли к такому выводу, рассчитав передачу солнечной энергии в восьми распространённых сценариях существования арктического морского льда. В зависимости от окружающих условий отражательная способность льда изменяется. Также была принята во внимание сезонность солнечного света, интенсивность солнечного излучения как на поверхности, так и в верхней части атмосферы, влияние облачного покрова и то, как реагировали на солнечный свет микросферы.
В работе использовался тот же тип микросфер, что в исследовании 2018 года, и то же число слоёв.
Авторы имеют основания полагать, что в работе 2018 года не учитывались в должной мере ни различные отражательные способности поверхности, ни сезонные изменения в период использования микросфер.
Слой микросфер может увеличить отражательную способность тонкого нового льда, который, естественно, тёмный, но положительный эффект будет минимальным. Тонкий лед в основном образуется осенью и в начале зимы, когда солнечного света мало. К тому же в реальном мире он быстро покрывается снегом, что сильно увеличивает отражательную способность его поверхности.
Весной поступление солнечной энергии увеличивается — возвращается полярный день. В это время большая часть морского льда покрыта глубоким, хорошо отражающим свет снегом. Микросферы же затемняют поверхность снега, что ускоряет его таяние. Совсем не тот результат, которого ждали.
В конце весны и начале лета по мере роста уровня солнечной энергии на морском льду начинают образовываться талые пруды. Может они — идеальная мишень для использования полых стеклянных микросфер? Они же тёмные и плохо отражают.
Но покрытие прудов микросферами также не принесёт желаемого эффекта. Уже эксперимент на пруду в Миннесоте в исследовании 2018 года показал, что ветер (обычное дело за пределами научных лабораторий) уносит плавучие сферы к краю пруда.
Итог?
Месяцы, которые кажутся наиболее благоприятными для применения микросфер — март, апрель, май и июнь, когда слепит солнечный свет — в реальности худшее время для HGMs.
Даже идеальные, не существующие в природе, полностью непоглощающие микросферы (поглощай они 0, а не 10% поступающей солнечной энергии) всё ещё не могут быть решением по самой очевидной причине: необходимое для достижения эффекта количество. Для ежегодного одноразового применения для охлаждения климата потребовалось бы около 360 миллионов тонн. Это больше, чем мировое производство пластика.
«Использование микросфер для восстановления арктического морского льда невозможно, — заключает Вебстер. — В то время как наука должна продолжать изучать способы смягчения последствий глобального потепления, для общества лучше всего сократить поведение, которое продолжает способствовать изменению климата».