В течение десятилетий климатолог Дэвид Кит из Гарвардского университета пытался убедить людей серьезно отнестись к его исследованиям. Он пионер в области геоинженерии, целью которой является борьба с изменением климата с помощью ряда технологических решений. На протяжении многих лет идеи включали разбрызгивание железа в океане, чтобы стимулировать планктон поглощать больше углерода из атмосферы или улавливать углерод прямо из воздуха.
Кит основал компанию, которая разрабатывает технологию удаления углерода из воздуха, но его специальность - солнечная геоинженерия, которая включает в себя отражение солнечного света от Земли для уменьшения количества тепла, удерживаемого в атмосфере парниковыми газами. Стратегия не была доказана, но моделирование предполагает, что она будет работать. И поскольку крупные извержения вулканов могут иметь такой же эффект, есть некоторые реальные данные, подтверждающие эту идею.
В ближайшем будущем Кит и его коллеги надеются запустить одно из первых испытаний концепции: высотный воздушный шар, который будет выбрасывать крошечные отражающие частицы в верхний слой атмосферы, известный как стратосфера. Место и время проведения эксперимента еще предстоит определить, но это был бы первый шаг к тому, чтобы показать, могут ли искусственные стратосферные частицы помочь охладить планету так же, как это делают природные извержения.
Но идея использования технологических решений для борьбы с изменением климата противоречива. Разговоры о геоинженерии, не говоря уже об исследованиях, долгое время считались табу из-за опасений, что это ослабит усилия по борьбе с изменением климата другими способами, особенно критически важную работу по сокращению выбросов углерода. Это оставило геоинженерию на обочине климатических исследований. Но отношение людей может измениться, говорит Кит. Он утверждает, что, хотя геоинженерия сама по себе не может решить проблему изменения климата, она может помочь смягчить ущерб, если применять ее осторожно наряду с сокращением выбросов.
В 2000 году Кейт опубликовал обзор геоинженерных исследований в Ежегодном обзоре энергетики и окружающей среды, в котором он отметил, что основные оценки климата до этого момента в значительной степени игнорировали его. Ранее в этом году он рассказал в Сиэтле о текущем состоянии этой области на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки. Журнал Knowable Magazine побеседовал с Китом о том, как изменился научный, технологический и геополитический ландшафт за прошедшие десятилетия.
Вопросы и ответы с климатологом Дэвидом Китом
Этот разговор был отредактирован для увеличения длины и ясности.
Двадцать лет назад вы назвали геоинженерию «глубоко противоречивой». Как изменилось полемика с тех пор?
Тогда об этом знала довольно небольшая группа людей, которые думали о климате, и в основном согласились, что не будут об этом говорить. И это было все. Сейчас это обсуждается гораздо шире. Я думаю, что табу уменьшилось, это точно. Это, конечно, все еще спорно, но я чувствую, что произошел реальный сдвиг. Все большее число людей, занимающихся наукой о климате, или занимающихся государственной политикой в области климата, или экологических групп, в настоящее время согласны с тем, что об этом следует говорить, даже если многие считают, что это никогда не следует реализовывать. Растет даже согласие в том, что исследования должны проводиться. Это совсем другое ощущение.
Почему было наложено табу на разговоры о геоинженерии, и как вы думаете, было ли оно оправданным?
Я думаю, что это сделано из лучших побуждений; люди правы, опасаясь, что разговоры о геоинженерии могут сократить усилия по сокращению выбросов. Я не думаю, что беспокойство по поводу морального риска является уважительной причиной не проводить исследования. Были люди, которые утверждали, что мы не должны позволять коктейлю из трех лекарств от СПИДа распространяться в Африке, потому что им будут злоупотреблять, вызывая резистентность. Другие возражали против внедрения подушек безопасности, потому что люди будут ездить быстрее. Существует долгая история возражений против всех видов технологий, потенциально снижающих риск, из-за возможности компенсации риска - возможности того, что люди изменят свое поведение, приняв на себя больше рисков. Я думаю, что это этически запутанный аргумент.
Для меня самое серьезное беспокойство вызывает то, что некоторые организации, такие как крупные компании, занимающиеся добычей ископаемого топлива, которые имеют политический интерес в блокировании сокращения выбросов, попытаются использовать потенциал геоинженерии в качестве аргумента против сокращения выбросов. Эта обеспокоенность, вероятно, была основной причиной того, что некоторые крупные группы гражданского общества хотят заблокировать или сдержать обсуждение этого материала, чтобы он не стал более широко участвовать в дебатах о климате. Для меня это беспокойство полностью оправдано, но я думаю, что правильный ответ - противостоять ему лицом к лицу, а не избегать дебатов. Я не хочу мира, в котором решения принимаются элитами, разговаривающими за закрытыми дверями.
Увеличился ли объем геоинженерных исследований за последние два десятилетия?
Драматично, даже за последние пару лет. Когда в 2000 году я писал тот отчет Annual Reviews, организованных исследований практически не было. Было несколько исследователей, которые время от времени проявляли интерес и тратили около 1 процента своего времени.
Теперь почти везде, где вы хотите упомянуть, есть небольшие исследовательские программы. Есть довольно серьезная китайская программа; есть австралийский, который финансируется лучше, чем что-либо в Соединенных Штатах; в Европе их несколько.
Что стало самым большим сюрпризом за последние 20 лет в том, как может работать солнечная геоинженерия?
Большим сюрпризом стали недавние результаты, в том числе два исследования, в которых я принимал участие, показывающие, что последствия глобальной программы солнечной геоинженерии не будут такими географически неравными, как опасались. Для реальной государственной политики важно, кому становится хуже.
В одной статье, опубликованной в прошлом году в журнале Nature Climate Change, мы использовали компьютерную модель с очень высоким разрешением и сравнили по всей поверхности земли два мира: один мир, в котором уровень углерода в два раза превышает доиндустриальный диоксида и другого мира, где у нас достаточно солнечной геоинженерии, чтобы уменьшить изменение температуры вдвое. Для каждого из 33 географических регионов исследования, обозначенных Межправительственной группой экспертов по изменению климата, мы попытались выяснить, приведет ли солнечная геоинженерия к перемещению конкретной климатической переменной к доиндустриальному уровню, который мы называем «умеренным», или к ее дальнейшему удалению от доиндустриального уровня., который мы называем "обострением".
Мы сосредоточились на некоторых наиболее важных климатических переменных: изменении экстремальной температуры, изменении средней температуры, изменении наличия воды и изменении количества экстремальных осадков. И то, что мы обнаружили, кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой: не было ни одной переменной в одном регионе, который был бы усугублен. Это был сюрприз.
В статье, опубликованной в марте в журнале Environmental Research Letters, мы провели тот же анализ с другой моделью и обнаружили, что с солнечной геоинженерией все регулируется во всех регионах, кроме четырех. Но все четыре из них - засушливые регионы, которые становятся еще более влажными. Так что я предполагаю, что многие жители этих регионов на самом деле предпочли бы такой исход, потому что в целом люди больше беспокоятся о том, чтобы стать суше, чем влажнее.
То, что показывает модель, может быть, а может и не быть правдой в реальном мире. Но если и есть единственная причина, по которой стоит по-настоящему взглянуть на эти технологии и оценить их в экспериментах, то именно такие результаты показывают, что можно уменьшить почти все или многие основные возмущения климата, не ухудшив ни один регион значительно. Это нечто.
Как будет работать ваш запланированный реальный эксперимент, известный как стратосферный эксперимент по контролируемому возмущению (SCoPEx)?
SCoPEx - это эксперимент со стратостатом, в котором аэрозоли помещаются в стратосферу и измеряется их взаимодействие в течение первых часов и первого километра или около того после выброса в шлейф. В нем задействован высотный воздушный шар, который поднимет гондолу с пакетом научных приборов на высоту 20 километров. Он выпустит очень небольшое количество материалов, таких как лед, карбонат кальция (по существу, порошкообразный известняк) или капли серной кислоты, известные как сульфаты. Гондола будет оснащена пропеллерами, которые изначально были сделаны для аэроглиссеров, чтобы она могла летать сквозь шлейф выброшенных материалов для проведения измерений.
Количество высвобождаемого материала будет порядка 1 килограмма, что слишком мало, чтобы иметь какое-либо прямое воздействие на здоровье или окружающую среду после выброса. Цель не в том, чтобы изменить климат или даже посмотреть, сможете ли вы отражать солнечный свет. Цель состоит в том, чтобы просто улучшить наши модели формирования аэрозолей в стратосфере, особенно в шлейфах, что очень важно для понимания того, как будет работать солнечная геоинженерия. Мы надеемся запустить эксперимент в ближайшее время. Но когда и где это произойдет, зависит от наличия баллонов и рекомендаций консультативного комитета.
Мы знаем, что загрязнение нижних слоев атмосферы серной кислотой опасно для здоровья. Существуют ли потенциальные риски для здоровья при попадании сульфатных аэрозолей в стратосферу?
Все, что мы запустим в стратосферу, в конечном итоге опустится на поверхность, и это один из рисков, которые мы должны учитывать. Полномасштабная программа солнечной геоинженерии может включать в себя выброс в стратосферу около 1,5 миллионов тонн серы и серной кислоты в год. Это можно сделать с помощью парка самолетов; примерно 100 самолетов должны будут непрерывно летать с полезной нагрузкой на высоте примерно до 20 километров (12 миль). Вы не ошибетесь, если подумаете, что это звучит безумно. Мы знаем, что загрязнение серной кислотой нижних слоев атмосферы ежегодно убивает много людей, поэтому выбрасывание серной кислоты в стратосферу, очевидно, сопряжено с риском. Но важно понимать, насколько 1.5 миллионов тонн в год это реально.
В результате извержения вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году в стратосферу за год было выброшено около 8 миллионов тонн серы. Это охладило климат и повлияло на все виды систем. Текущие глобальные выбросы серы составляют около 50 миллионов тонн в год в нижние слои атмосферы, и это ежегодно убивает несколько миллионов человек из-за загрязнения воздуха мелкими частицами. Таким образом, относительный риск солнечной геоинженерии довольно мал, и его необходимо сопоставлять с риском отказа от солнечной геоинженерии.
Как быстро может быть запущена полномасштабная программа солнечной геоинженерии?
Это может произойти очень быстро, но все способы, которыми это происходит очень быстро, являются плохими случаями, в основном, когда одна страна просто очень быстро набрасывается на это. Очевидно, что лучше всего для стран не просто начать это делать, а сформулировать четкие планы, выстроить систему сдержек и противовесов и так далее.
Если бы в течение следующих пяти-десяти лет проводились гораздо более широкие исследования - что возможно, потому что отношение действительно меняется - тогда вполне вероятно, что какая-то коалиция стран могла бы начать медленно продвигаться к реальной реализации с серьезными, видимыми планами, которые могут быть подвергнуты критике со стороны научного сообщества, начиная с конца этого десятилетия. Не думаю, что это произойдет так быстро, но думаю, что это возможно.
Как геоинженерия сочетается с другими усилиями по борьбе с изменением климата, такими как сокращение выбросов ископаемого топлива и удаление углерода из воздуха?
Первое и, безусловно, самое важное, что мы делаем в связи с изменением климата, - это обезуглероживание экономики, что разрывает связь между экономической активностью и выбросами углерода. Я ничего не могу сказать о солнечной геоинженерии, что меняет тот факт, что мы должны сокращать выбросы. Если мы этого не сделаем, нам конец.
Тогда удаление углерода, которое включает в себя улавливание и хранение углерода, который уже был выброшен, может разорвать связь между выбросами и количеством углекислого газа в атмосфере. Крупномасштабное удаление углерода действительно имеет смысл, когда выбросы явно приближаются к нулю, и мы приближаемся к более сложной части экономики, которую нужно смягчить. И тогда солнечная геоинженерия - это то, что может частично и несовершенно ослабить, но не разорвать связь между количеством углекислого газа в атмосфере и изменениями климата - изменением уровня моря, изменением экстремальных явлений, изменением температуры и т. д.
Итак, если вы посмотрите на кривую общих выбросов парниковых газов в атмосферу, вы можете думать о сокращении выбросов как о сглаживании кривой. Удаление углерода приведет вас к другой стороне кривой. И тогда солнечная геоинженерия сможет срезать верхнюю часть кривой, что уменьшит риск углекислого газа, который уже находится в воздухе.
Некоторые люди думают, что мы должны использовать его только как карточку для выхода из тюрьмы в чрезвычайной ситуации. Некоторые люди думают, что мы должны использовать его, чтобы быстро попытаться вернуться к доиндустриальному климату. Я утверждаю, что мы используем солнечную геоинженерию, чтобы срезать вершину кривой, постепенно начиная ее и постепенно заканчивая.
Вы с оптимизмом смотрите на шансы того, что солнечная геоинженерия появится и сможет изменить климатический кризис?
Я не так оптимистичен прямо сейчас, потому что мы, кажется, настолько далеки от международной среды, которая позволит проводить разумную политику. И это не только в США. Это целая куча европейских стран с более популистскими режимами. Это Бразилия. Это более авторитарные Индия и Китай. Это более националистический мир, верно? В ближайшее время сложно представить глобальные скоординированные усилия. Но я надеюсь, что эти вещи изменятся.
Эта история первоначально была опубликована в журнале Knowable Magazine и переиздана здесь в рамках программы Covering Climate Now, глобального сотрудничества журналистов, направленного на усиление освещения климатической истории.