Как заморозить земные полюса (и зачем)?

Климатологи предложили радикальный метод борьбы с глобальным потеплением: сезонное распыление аэрозоля над полярными областями планеты. Аэрозольный слой, по их мнению, частично экранирует излучение от Солнца и сможет тем самым остановить таяние льда на полярных шапках, где эффекты глобального потепления сегодня наиболее заметны. На существующем уровне технологий в принципе возможно добиться охлаждения полюсов на 2 °C, то есть привести их среднюю температуру к доиндустриальному уровню.

Земные полюса нагреваются в несколько раз быстрее по сравнению с изменением средней планетарной температуры. Это уже приводит к рекордным по величине тепловым волнам, которые учёные фиксируют в Арктике и Антарктике. Согласно климатологам, температура на полюсах увеличилась на 3° C за последние пятьдесят лет. Поскольку полярные области Земли содержат большое количество льда, его ускоренное таяние и исчезновение ледников на высоких широтах может привести к существенному повышению уровня мирового океана — большему, чем может следовать из расчётов, в которых принимается во внимание только тренд средней планетарной температуры.

Климатологи разработали концепцию интервенции в климатическую систему, которая может стать актуальной в обозримом будущем, если климатические изменения начнут серьёзно сказываться на качестве жизни. Повышение температуры в полярных районах предлагается затормозить, распыляя микроскопические аэрозольные частицы на больших высотах на широтах от 60 градусов в северном и южном полушарии (60° с.ш. — это как раз положение Петербурга). Аэрозоль будут распылять на больших высотах порядка 15 километров — это выше потолка обычных пассажирских самолётов. В этом случае частицы будут медленно дрейфовать в сторону полюсов, и их облака будут частично закрывать поверхность, защищая её от солнечного излучения и уменьшая нагревание полярных шапок. Разумеется, такая интервенция может вызвать множество возражений и опасения, что влияние её на климатическую систему будет гораздо более непредсказуемым, чем в теории. Проекты аэрозольной интервенции для контроля климата — не новое изобретение, такие идеи на слуху. Обычно подобные футуристические технологии предлагают инжекцию аэрозолей, так или иначе затрагивающую всю поверхность планеты. Они ещё носят общее название SAI, или stratospheric aerosol injection. Особенность нового проекта в том, что предлагается воздействовать только на полярные области Земли, где повышение температуры может вызвать гораздо больше неприятностей (то же таяние ледников). С концепцией можно подробнее ознакомиться в статье, опубликованной 16 сентября 2022 года в Environmental Research Communications.

Инжекцию частиц предлагается выполнять сезонно: в каждом полушарии это будут дни весной или в начале лета, когда влияние облучения Солнца на снежный и ледяной покров максимально. Таким образом, можно будет использовать тот же самый парк самолётов, которые в марте-июне будут обрабатывать северное полушарие, а в сентябре-декабре — южное. В качестве материала для аэрозоля можно подробнее изучить разные варианты. Несколько групп исследователей, которые занимаются вопросами климатической интервенции при помощи технологии SAI, пока что предлагают как первый вариант использовать диоксид серы SO₂. Он окисляется до серной кислоты H₂SO₄, эффективного вещества для экранирования излучения, и после месяца пребывания в стратосфере коагулирует, образуя жидкий сверхохлаждённый аэрозоль. Понятно, что предложение распылять серную кислоту в воздухе с точки зрения научной общественности — так себе (некоторые SAI-проекты вообще предлагают распылять непосредственно серную кислоту, не размениваясь на диоксид серы). Но вспомним, что это предложение идёт из наблюдений за климатической системой Земли и её естественными регуляторами в виде вулканов. Не исключено, что в будущем, если идея дойдёт до реализации, для аэрозолирования предложат какое-нибудь иное вещество, вызывающее меньше вопросов.

С задачей могли бы в принципе справиться существующие воздушные средства, в частности самолёты-танкеры для заправки в воздухе вроде моделей KC-135 и A330 MRTT (Multi-Role Tanker Transport) от Airbus. Но у этих самолётов слишком малый потенциал на таких высотах, поэтому, скорее всего, потребуются дальнейшие модификации, которые смогут работать на большой высоте. Авторы предлагают модификацию воздушного судна, специально предназначенного для подобного проекта. Они назвали такой вариант SAIL-43K. Здесь 43 K обозначает высоту (43 тысячи футов, то есть примерно 15 км), на которой требуется распылять аэрозоль в стратосферу. SAIL расшифровывается как Stratospheric Aerosol Injection Lofter — концептуальная линейка летательных аппаратов с оптимальным соотношением максимальной высоты подъёма и полезной нагрузки, которые могли бы решать задачи стратосферной инжекции аэрозолей в проектах управления климатом. Предполагается, что воздушный флот из 125 таких танкеров сможет поднять в воздух и распылить необходимое количество аэрозоля для охлаждения регионов выше 60° широты на 2 °C за год. Если удастся достичь таких результатов, это вернёт полярные регионы к показателям, близким к доиндустриальной эпохе. Затраты на такое мероприятие составят около 11 миллиарда долларов за год. Это примерно треть бюджета, в который оценивают обычные проекты охлаждения Земли на те же 2°C за год. Кроме того, такая сумма — очень малая часть средств, в которые обойдётся радикальное сокращение выбросов углерода по планете.

Но стратосферная инъекция аэрозолей — это не лекарство от глобального изменения климата. Она будет лечить симптомы таких изменений, а не само явление. Иными словами, действовать будет как аспирин, а не как пенициллин, и не заменит необходимость устранения причин такого изменения — например, углеродных выбросов в атмосферу.

Охлаждение полюсов может защитить от самых неприятных последствий климатических изменений только небольшую часть планеты, хотя обитатели средних широт тоже почувствуют некоторое уменьшение средней температуры. В настоящее время на территории, на которой предлагается развернуть «аэрозольный щит», живёт около 1% населения Земли, соответственно потенциальный риск, если «что-то пойдёт не так», будет гораздо меньше, чем в обычно предлагаемых глобальных проектах. Наверное, в ближайшее время никто не бросится строить воздушный флот, который будет распылять серную кислоту на широтах Петербурга и Патагонии. Это исследование — только первый шаг, который позволяет понять, какие риски, преимущества и затраты несут подобные проекты климатической интервенции, пусть даже в стратосфере над безлюдными полярными областями. Климатологи опасаются, что если потепление будет идти такими же темпами, как сейчас, то к 2050 году летний лёд в полярных областях в Арктике практически исчезнет. В этом случае человечество окажется на пороге неприятных событий, когда выбирать придётся между плохими и худшими сценариями. Поэтому неплохо до наступления таких времён иметь в запасе расчёты для разных вариантов действий, а также примерно представлять, что при необходимости можно будет сделать со всем этим.