Новая разочаровывающая проблема геоинженерии

Приглушение яркости неба не спасёт урожай


После массивного извержения вулкана Пинатубо в 1991-м аэрозольная завеса из сульфатов циркулировала в атмосфере Земли в течение нескольких месяцев.

За последние несколько лет я слышал, как несколько десятков учёных рассуждают о солнечной геоинженерии, прекрасной когда-то идее о том, как человечество должно нивелировать изменение климата, выпустив в стратосферу особые газы, которые будут отражать солнечный свет и охлаждать планету.

Но я никогда не слышал, чтобы её обсуждали в терминах, которыми воспользовался Джонатан Проктор, сельскохозяйственный экономист из Калифорнийского университета в Беркли.

“Вы на арене вместе с большим медведем, – сказал он мне (под медведем подразумевается изменение климата). – Вопрос: стоит ли добавить на арену ещё и льва? Ну, возможно, они начнут драться и убьют друг друга. Или, возможно, они вместе убьют вас”.

И лев начинает выглядеть всё хуже. Недавно прошла целая волна академических исследований, из которых следует, что солнечная геоинженерия будет чем угодно, но только не простым предприятием. Сегодня солнечную геоинженерию принимают всерьёз в высочайших эшелонах науки: у неё есть свой собственный исследовательский центр в Гарварде, серьёзная книга от редактора Economist, и собственные встречи, проходящие раз в три года. И хотя даже самые преданные ей учёные сомневаются, что из неё может что-то получиться, они обычно добавляют, что тяжёлые последствия изменения климата могут привести к тому, что ею придётся воспользоваться.

В начале августа Проктор и его коллеги добавили к этому растущему списку литературы свою работу, раскрыв первые глобальные экономические прогнозы того, как солнечная гео-инженерия (СГ) повлияет на урожай сельхозкультур. Негативные заключения работы должны поколебать нашу уверенность в том, что мы способны обратить изменение климата вспять каким-то простым методом.

Согласно этой новой работе, последствия СГ перечеркнут её преимущества. Проктор с коллегами обнаружили, что выпуск вулканического газа в воздух уменьшает глобальные температуры, что помогает росту сельхозкультур. Однако эти газы рассеивают солнечный свет, уменьшая количество излучения, достигающего поверхности, что вредит фотосинтезу.

Суммарный эффект получается примерно нулевым: глобальные урожаи в мире, подвергшемся СГ, будут не лучше, чем были до этого. СГ не способна исправить вред, нанесённый сельскому хозяйству изменением климата.

Результаты были опубликованы в начале августа в научном журнале Nature. Проктор сравнил их с разочаровывающими клиническими испытаниями. “Если представить себе СГ в виде экспериментальной хирургии, то её побочные эффекты – изменение доступного солнечного света – оказываются настолько же неприятными, как и само заболевание”, – сказал он мне.

Но он пока не готов полностью отказаться от этой идеи. “Просто потому, что первое испытание экспериментальной хирургии демонстрирует неприятные побочные эффекты для определённой части тела, не стоит сразу же отказываться от процедуры”, – сказал он.

Проктор с коллегами смогли провести испытание только потому, что событие, похожее на СГ, уже случалось – и более того, произошло на нашей памяти.


Фермеры пашут рисовые поля в Сан-Фернандо на Филлипинах 8 июля 1991 года, в то время, как Пинатубо извергает дым и вулканический пепел

В 1991-м произошло извержение филиппинского вулкана Пинатубо, в результате чего в верхние слои атмосферы попало 20 мегатонн диоксида серы. За несколько недель сульфатный газ, способный отражать огромное количество солнечного света, окутал всю планету. В итоге этот новый слой сульфатов отразил столько солнечного света, что планета охладилось примерно на полградуса Цельсия. Через пару лет сульфаты выпали из атмосферы, и изменение климата продолжило свой ровный шаг.

Казалось, что в более тусклом и прохладном мире Пинатубо растения процветают. Особенно расцвели леса: в одном исследовании утверждалось, что в этот период в лесах Массачусетса фотосинтез увеличился на 23% в 1992 году по сравнению с годом, предшествовавшим извержению. Биологи предполагали, что вулканический газ рассеивал солнечные лучи во всех направлениях, что позволяло большей их части пройти мимо плотной листвы в верхнем ярусе леса и добраться до подножья деревьев.

Поэтому Проктор с коллегами ожидали от СГ подпитки глобального сельского хозяйства. Ведь СГ практически не отличается от бесконечного продолжения того, что случилось с Пинатубо: если человечество займётся поддержкой СГ для всей планеты, то ему придётся регулярно распылять сульфатный газ в небе, чтобы поддерживать низкую температуру Земли.

Но затем команда изучила реакцию сельского хозяйства на Пинатубо – а также на извержение мексиканского вулкана Эль-Чичон в 1982 году – и обнаружила, что общий урожай упал, даже с учётом температуры. Урожаи кукурузы упали на 9,3 после Пинатубо, а пшеницы, сои и риса – на 4,8%.

“Я ожидал изменений в противоположном направлении”, – сказал Проктор. Он предположил, что сельхозкультуры по-другому реагируют на сульфаты, “поскольку их пространственная структура сильно отличается от леса. У леса есть большой полог, под которым свет приглушён. Но сельхозкультуры уже растут достаточно плотно, и, к тому же, открыты солнцу”.

Оплатите подписку, и реклама отключится

Изолировав влияние на сельхозкультуры, команда добавила его к обобщённой модели климата, предсказывающей условия на Земле в период с 2050 по 2069. Они симулировали рост сельхозкультур на десятках виртуальных Земель: на некоторых человечество начинало использовать СГ из-за подъёма уровня выброса углеродов; на других СГ не используется, а климат продолжает меняться.

Они получили ошеломляющие результаты. В мире с СГ урожаи маиса выросли на 6,3% благодаря уменьшению температур (по сравнению с миром, климат которого менялся). Но уменьшились на 5,3% из-за уменьшения количества света. С учётом некоторых других побочных эффектов СГ, по сути, преимущества получались нулевыми.

И такие результаты получались для каждого типа сельхозкультур. Попытки провести СГ в разогревающемся мире “не оказывают статистически значимого эффекта на урожай”, заключают авторы работы.


Влияние СГ на урожай: слева – эффект от температуры, в середине – эффект от инсоляции, справа – итоговый прирост. Красным обозначен маис, зелёным – рис, салатовым – соя, фиолетовым – пшеница.

В работе показано, что “солнечная геоинженерия не является противоядием к CO2“, – сказал Герно Вагнер, один из директоров Гарвардской программы исследований СГ. “Она обладает важными дополнительными эффектами, многие из которых требуют дополнительного изучения”.

“Это впечатляющее исследование”, – добавил он. Но предостерёг по поводу того, что хотя эффект от извержений вулкана очень похож на солнечную геоинженерию, он не воспроизводит её идеально. “Вулканы, кроме аэрозолей, выбрасывают много всякой всячины, – сказал он. – Это исследование не может полностью изолировать эффекты, оказываемые исключительно сульфатными аэрозолями”.

Кэйти Дэгон, исследователь Национального центра атмосферных исследований, согласилась, что работа была “важной”. “Мне понравилось, что они разделили прирост биомассы и съедобного урожая, – сказала она. – Думаю, это важное различие”. Предыдущие исследования мира после извержения Пинатубо (к примеру, то, что касалось лесов Массачусетса), по большей части обнаруживали прирост биомассы, но мало кто исследовал экономически важную часть растения – плоды.

Дэгон говорит, что общая биомасса растения может увеличиться по нескольким причинам, даже одновременно с уменьшением съедобных плодов. Возможно, как предполагал Проктор в разговоре со мной, растениям приходится тратить больше энергии на рост более крупных листьев, чтобы получить столько же света. В результате у них оказывается меньше энергии на воспроизводство.

Дэгон сказала, что такая гипотеза имеет право на жизнь. “Мы ещё многого не знаем о том, как растения размещают свои ресурсы, и как они находят баланс при различных стрессах, световых и температурных”, – сказала она.

Проктор с коллегами – в числе которых есть экономисты Соломон Сьян и Маршал Бёрк, исследовавшие влияние климата на всё, от войн до ВВП государств – планируют продолжать изучение СГ. Проктор говорит, что больше всего им сейчас нужна дополнительная информация.

“В свете вышеизложенного это решение содержит определённые риски, – сказал он мне. – Изменение климата пугает. Оно трагическим образом повлияет на беднейшее население. Но и геоинженерия пугает. И пока мы недостаточно знаем о преимуществах или рисках геоинженерии. Я считаю, что солнечная геоинженерия может стать жизненно важной технологией для поддержания жизни людей, но нам необходимо относиться к ней с осторожностью и уважением”. Точно так же, как ко льву.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

632 просмотров всего, 4 просмотров сегодня

Ещё записи на эту тему

Чтобы понять вулканы других миров, надо сначала забраться на наши... Розали Лопес побывала на десятках активных вулканов Земли и открыла ещё больше вулканов в Солнечной системе. Её работа позволяет установить, могут ли вулканы на дальних лунах создать дружественные для...
Как болезни и завоевания формировали новый ландшафт планеты... Миграция и общемировая торговля выровняли биоразнообразие по всему миру Реплики кораблей Христофора Колумба: Пинта, Нинья и Санта-Мария Многим людям кажется, что в течение тысяч лет после появле...
Какой была Земля, когда на ней было так же жарко, как нам обещают в 2100 году?... У сегодняшних детей будут свои внуки, когда они доживут до момента, на котором заканчиваются все климатические прогнозы. Нет ли в прошлом каких-то подсказок насчёт нашего будущего? Карта современно...
Антропоцен против мегхалайского века: почему геологи спорят о том, является ли человечество силой пр... В июле 2018 года Земля обнаружила, что живёт в новом временном периоде, который назвали мегхалайским веком. Однако этот анонс, сделанный Международным союзом геологических наук (МСГН), запутал и р...