Затмить Солнце, чтобы спасти Землю? Что такое солнечная геоинженерия

Представьте, что климатическая ситуация на нашей планете усугубилась настолько, что одна страна решила нарушить международный протокол, чтобы защитить свое население. В художественной литературе подобный сценарий уже состоялся. Возможно ли это в реальной жизни? 

Роман американского писателя Кима Стэнли Робинсона “Министерство будущего” 2020 года начинается с того, что жара в Индии повлекла за собой климатическую катастрофу невиданного масштаба: от экстремальных температур погибли 20 миллионов человек. Чтобы не допустить повторения этой ужасной ситуации, руководство страны решает прибегнуть к решительным действиям – омрачить Солнце.

Изо дня в день в течение семи месяцев флот индийских самолетов выпускает в стратосферу огромные клубы аэрозолей. Оттуда смесь диоксида серы и других химических частиц медленно распространяется по северному полушарию и, наконец, по всей планете.

Эти частицы действуют как огромный зонтик – отражают солнечный свет обратно в космос, имитируя эффект извержений вулканов. Небо становится белее, закаты краснеют, а планета охлаждается. Этот противоречивый шаг в романе пренебрегает международным правом и рискует нарушить муссонные дожди, но в то же время снижает глобальную температуру на один градус в течение трех лет.

Согласно мнимому сценарию Робинсона, применение Индией в одностороннем порядке такой солнечной геоинженерии в целом имеет положительные последствия и выигрывает время для увеличения масштабов сокращения выбросов. Но в реальном мире идея о том, что такая технология deus ex machina можно будет безопасно применить, остается спорной и имеет много рисков.

Итак, представим, что какая-то одна страна действительно решила затмить Солнце – какие экологические и геополитические последствия это могло бы иметь? И вообще можно ли безопасно применить такую технологию?

В январе этого года более 440 ученых подписали открытое письмо с призывом заключить соглашение о неиспользовании солнечной геоинженерии, включая небольшие эксперименты на открытом воздухе, например несанкционированное испытание, которое провел стартап из Сан-Франциско в Мексике в начале этого года.

Они утверждают, что побочные эффекты таких действий непредсказуемы, мировая система управления “не может” гарантировать справедливый и эффективный контроль, и что это может способствовать “нормализации” такой технологии как части климатической политики. Такой охлаждающий эффект может создать “моральную опасность”, побудив к уменьшению усилий по сокращению выбросов CO2, предупреждают исследователи и общественные организации.

Такие беспокойства привели к фактическому мораторию на применение этих технологий, а запланированное полевое испытание над Швецией отменили из-за протестов.

“Когда вы в яме – прекратите копать”, – так Грета Тунберг выразила опасение, что солнечная геоинженерия укрепит мировой порядок, основанный на добыче и эксплуатации ресурсов.

“Кризис, вызванный нехваткой уважения к природе, скорее всего, не удастся решить путем выведения этого недостатка уважения на следующий уровень”, – добавила она.

Андреас Мальм, доцент кафедры экологии Лундского университета в Швеции и автор книги “Как подорвать трубопровод”, согласен с этим мнением.

“Худший сценарий для развертывания геоинженерии, – говорит он, – заключается в том, что вы ее применяете, а затем в обычном режиме продолжаются инвестиции в ископаемое топливо и соответствующую инфраструктуру – и выбросы продолжают расти”. Придется продолжать увеличивать количество выбросов аэрозолей, утверждает он, что только усугубит риски.

Как писал Мальм в 2021 году, в романе Робинсона одновременно с экспериментом по солнечной геоинженерии проходит глобальная вооруженная борьба против ископаемого топлива. Мальм боится, что без такого дополнительного стимула к декарбонизации мир может соблазниться просто отложить сокращение выбросов. И этот страх у него до сих пор.

“Чем больше я читаю об этом, тем больше убеждаюсь, что эта технология имеет такой огромный потенциал для ущерба и разрушения, что я не думаю, что я когда-нибудь лично буду ее поддерживать или защищать”, – говорит он.

Однако в течение трех лет после публикации романа Робинсона глобальные выбросы продолжали расти, ухудшая все от беспрецедентной жары до смертоносных наводнений. Это лето в северном полушарии было самым жарким за всю историю наблюдений, и в сентябре температура в мире снова подскочила.

На фоне этих подъемов температуры некоторые исследователи предполагают, что может существовать основание для экстренной солнечной геоинженерии – в дополнение к декарбонизации. В США в прошлом году Национальная академия наук, инженерии и медицины рекомендовала национальную исследовательскую программу по модификации солнечного излучения (SRM) – еще одно название этой технологии. В этом году Белый дом опубликовал отчет, в котором исследовал, что может предусматривать такая федеральная исследовательская программа. Тем временем в частном секторе американские технологические гиганты и миллиардеры также выделяют деньги на дальнейшие исследования.

В феврале этого года десятки ученых под руководством Сары Догерти, исследователи атмосферы из Вашингтонского университета, опубликовали альтернативное открытое письмо, в котором утверждали, что необходимо провести дополнительные исследования по этому вопросу. Также все чаще звучат призывы к более четкому международному консенсусу относительно применения или запрета применения такой технологии. Программа ООН по окружающей среде говорит о “нехватке данных” о ее возможном влиянии, а ЕС призвал к международным переговорам по ее рискам.

В то же время сам Робинсон, чей роман помог разжечь столько дискуссий, подчеркнул в разговоре с BBC Future, что его книга не является планом действий. Однако он также указал на необходимость принять “чрезвычайные меры” для уменьшения вреда, причиненного сжиганием углерода – от поиска новых способов оплаты декарбонизации до изучения вариантов несолнечной геоинженерии.

“Я возражаю против того, чтобы говорить: “Мы не можем пытаться что-то исправить, потому что это побуждает пропагандистов ископаемого топлива продолжать что-то ломать! Мы уже прошли этот момент. Ощущение чрезвычайной ситуации усиливается с каждым годом”, – отметил Робинсон.

Как же это может выглядеть в реальности? 

Альтернативные методы солнечной геоинженерии сейчас соревнуются за место в центре внимания – от освещения облаков (введение аэрозолей морской соли в низко расположенные облака для увеличения их отражательной способности) до разрежения перистых облаков (введение ледяных ядер в высокие облака, чтобы сократить продолжительность их существования и разрешение объема тепла выходить в космос).

Но лучше изученным вариантом остается распыление аэрозоля сульфатов в стратосферу с помощью самолетов. Эта технология может потенциально снизить температуру с относительно небольшими финансовыми затратами. Согласно оценке 2013 года, первоначальные расходы сопоставимы с “стоимостью голливудского блокбастера”. По последним подсчетам, текущие затраты на использование такой технологии составляют примерно 18 миллиардов долларов в год.

В то же время исследования предлагают несколько иной технический подход, чем в романе Робинсона, и ученые прогнозируют гораздо более медленное наращивание, развертывание и действие этой технологии в реальной жизни.

Одно из исследований предполагает, что если распыление аэрозолей в стратосферу начать примерно в 2030 году, они должны достичь своего пика через 50 лет, и их эффект будет постепенно уменьшаться в течение двух веков.

В другом исследовании распыление начинается с 2035 года и продолжается по меньшей мере до 2100 года. Еще одно оценивает продолжительность использования технологии в 245-315 лет.

Частицы оседают на Землю примерно через 12 месяцев, поэтому слишком короткий срок использования технологии может иметь только минимальный эффект охлаждения. В то же время, если долговременное распыление завершить слишком внезапно, может наступить “шок прекращения” – освобождение разрушающего сдерживаемого потепления от выбросов, последствия которых только замаскировали, а не устранили.

Среди самых известных поклонников дальнейших исследований – Дэвид Кит, руководитель отдела разработки климатических систем Чикагского университета (и основатель канадской компании, разрабатывающей технологии удаления углерода). Как и в романе Робинсона, Кит отмечает, что солнечная геоинженерия не должна заменить уменьшение выбросов, а должна быть вспомогательным инструментом, чтобы сдерживать повышение глобальной температуры в пределах 1,5 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Между тем, Всемирная метеорологическая организация отмечает, что с вероятностью 66% этот предел превысят до 2027 года.

И, как и в книге Робинсона, Кот и другие также отмечают увеличение угрозы от изменения климата для беднейших слоев населения – особенно тех, кто живет на Глобальном юге. Они говорят о “обязательстве” принять меры для уменьшения такого ущерба и “нравственное обязательство проводить исследования солнечной геоинженерии”.

Как говорил Аноте Тонг, бывший президент Кирибати, постепенно погружающийся под воду: “Мы столкнулись с катастрофой и пытаемся выжить. Какие еще варианты у нас есть?”

Однако если такую технологию таки используют, то, вероятнее всего, это будет не страна Глобального юга, говорит Вейк Смит, исследователь климата в Йельской школе окружающей среды и бывший эксперт авиационной отрасли.

По словам Смита, для распыления аэрозоля в стратосферу понадобится “флот из нескольких сотен больших высотных реактивных самолетов, которых сейчас нет”. Эти специализированные самолеты должны выбросить миллионы тонн химикатов на высоте примерно 20 км. Единственные страны, которые могут построить такой флот – это США, Великобритания, Франция, Россия, Китай и, возможно, Германия или Япония, утверждает Смит.

“Ни одно другое государство не имеет технологических возможностей, и это слишком большой проект, чтобы его могли реализовать отдельные частные компании”, – говорит он.

Также Смит думает, что Индия сама по себе не сможет создать такого рода глобальное похолодание, которое описывает в своем романе Робинсон. Если бы аэрозоли распылили над северной Индией, так называемая циркуляция Брюэра-Добсона распространила бы их до Северного полюса, после чего они опустились бы и непосредственно охладили только северное полушарие.

То же необходимо было бы сделать и в южном полушарии, предполагает Смит, чтобы попытаться уравновесить возникшее в результате перераспределение погодных систем. Такие далеко идущие геофизические последствия означают, что любая страна вряд ли долго сможет делать что-то подобное самостоятельно, говорит Смит, – другие либо помешают ей это делать, либо присоединятся к ней.

Можем ли мы предположить побочные эффекты?

Но даже если в будущем большое техногенное государство сможет развернуть использование этой технологии, это не значит, что это следует делать. Кроме того, что это может замедлить усилия по сокращению выбросов, существует также множество других экологических опасностей.

Как проиллюстрировала Элизабет Колберт в своей книге 2021 “Под белым небом: природа будущего”, попытки человечества контролировать природу часто сопровождают непредвиденные катастрофы. Может наступить момент, когда солнечная геоинженерия станет необходимой, считает она, но история показывает, что было бы наивно надеяться, что это не будет иметь ужасающих последствий.

Так могут ли ученые предусмотреть эти экологические последствия? В настоящее время модели и симуляции показывают, что распыление аэрозоля в стратосфере может повлиять на все – от высотных струйных течений до региональных засух. Одно исследование указывает на возможность длительной потери морского льда в Арктике летом, в то время как другое говорит о “значительном уменьшении” муссонных осадков. И даже если технологию применять последовательно могут пострадать посевы.

Среди потенциально опасных последствий также повреждение защитного озонового слоя атмосферы. В отчете ЮНЕП за 2022 год о его истощении отмечают возможные “недостатки” влияния на него солнечной геоинженерии. Эта технология также не поможет остановить рост концентрации СО2 в результате окисления океанов.

Мы используем самолеты для борьбы с лесными пожарами, но смогут ли они помочь нам и в солнечной геоинженерии?

Насколько плохи могут быть такие побочные эффекты? Карен Розенлоф, старшая научная сотрудница химической научной лаборатории Национального управления океанических и атмосферных исследований США, входит в группу исследователей, анализирующих влияние на атмосферу различных аэрозольных явлений – от выбросов ракет и спутников до извержений вулканов. Эти примеры можно использовать, чтобы выяснить возможное влияние умышленного распыления аэрозоля, отмечает она, но разные свойства различных аэрозолей (сульфат, сажа, органический углерод и металлы) обладают разными эффектами. Как и как высоко, где, когда и в каком объеме высвобождаются вещества – все это имеет значение.

Аналогов непрерывных выбросов также нет, поскольку извержения вулканов происходят спорадически. Так же нет полного понимания того, как взаимодействуют разные части климатической системы. Розенлоф отмечает, что есть “много неопределенности”.

Как бы отреагировал мир?

Как следует из вышесказанного, не все последствия солнечной геоинженерии будут распределяться одинаково – и то, что может быть желаемым уменьшением осадков в одном месте, может привести к катастрофической засухе в другом.

Некоторые предполагают, что из-за такого неравномерного распределения последствий любую одностороннюю попытку затмить Солнце, скорее всего, подавят более сильные соседи. Или есть вариант того, что только крупные, смелые и достаточно наглые геополитические игроки могут решиться использовать такую технологию.

Фрэнк Бирманн, профессор глобального управления устойчивым развитием в Утрехтском университете в Нидерландах и основатель проекта управления системой Земли считает, что наиболее вероятным кандидатом в таком сценарии являются США: “Если большинство стран будет возражать против такого развертывания… политическая цена того, чтобы сделать это в одностороннем порядке для любой страны будет чрезвычайно высокая”.

Однако, если одна или несколько стран решат двигаться в этом направлении, несмотря на предостережения, существует множество потенциальных плохих сценариев. По словам Бирманна, против них могут применить контрмеры, начиная от экономических санкций и заканчивая вмешательством ООН и потенциальным вооруженным конфликтом, а конечный результат “трудно предсказать”. Также существует вероятность того, что возникнет гонка вооружений, когда страны будут разрабатывать эту технологию просто потому, что это делают супердержавы.

Чтобы предотвратить это, говорит Бирманн, нужно остановить развитие этой технологии до того, как он достигнет уровня ядерных бомб – например, посредством соглашения о неиспользовании. Прецедентом является Конвенция о запрещении химического оружия, направленная на предотвращение как разработки, так и использования химического оружия, получившей Нобелевскую премию мира.

Но что было бы, если бы группа государств или даже весь мир договорились действовать согласованно? Смит считает, что возможен сценарий, когда развертывание такой технологии будет отвечать интересам большинства.

Он предполагает, что “вероятнейшим сценарием” для такого развертывания является эскалация чрезвычайной климатической ситуации, что приведет к глобальной миграции с юга на север, когда север не будет желать оказывать помощь, в которой нуждается юг.

“Хотя существует возможность нескольких конкурентных программ развертывания, в этом случае лучшим вариантом была бы единая глобальная программа”, – говорит он.

Другое дело, насколько такая “единая глобальная программа” реалистична. В качестве примеров такой кооперации Кот приводит глобальные центральные банки, интернет и управление воздушным движением. Другие указывают на Рамочную конвенцию ООН об изменении климата и принятое в результате Парижское соглашение, согласно которому страны обязались ограничить глобальную температуру. (Хотя сейчас мир по пути к тому, чтобы не достичь целей, которые установило это соглашение).

Между тем скептики утверждают, что длительное глобальное объединение усилий – маловероятная перспектива. В случае долгосрочного применения технологии попытки избежать “шока прекращения” – когда слишком быстрая остановка вызовет катастрофическое потепление – будет означать исключение ряда возможных случаев: от сбивания террористами самолетов до войны, пандемий или даже стихийных бедствий.

В настоящее время моделирование геополитических последствий недостаточно, говорит Олаф Корри, профессор проблем глобальной безопасности в Университете Лидса в Великобритании.

“Ученые – хорошие люди, и они моделируют [физическое влияние], но в их модельном мире нет геополитики”, – утверждает он.

По словам Корри, военные планировщики и генералы в отставке говорят, что испытания технологии могут рассматриваться как потенциально враждебный акт, и что они обеспокоены тем, что другие государства могут ее получить. Представьте, что Россия вторгается в Украину – и при этом имеет потенциал отключить глобальную технологию создания погоды.

Он также предполагает, что развертывание технологии может создать новую арену для распространения дезинформации о том, почему погода меняется и негативно повлиять на остальную климатическую политику.

“Взаимоотношения между наукой и обществом уже напряжены после Covid, – говорит Корри. – Так что будет чрезвычайный потенциал для теорий заговора и дезинформации, а также невероятно сложная среда для ученых, чтобы выполнять свою работу”.

Кроме того, есть вопросы справедливости и равенства. Шумящие Талати из The Alliance for Just Deliberation on Solar Geoengineering, американской некоммерческой организации, работает над тем, чтобы распространять осведомленность и “обеспечить уязвимым к климату общинам и странам – преимущественно на Глобальном юге – доступ к информации, знаниям и ресурсам” об этой технологии.

Но даже с большей осведомленностью страны Глобального юга имеют меньше шансов разработать такую технологию из-за ее масштаба и необходимых технологических средств, а кроме того, они меньше представлены в международных органах, таких как Совет Безопасности ООН.

Голоса наиболее уязвимых стран, скорее всего, будут приглушены, предупреждает Сильвия Рибейро из Action Group on Erosion Technology and Concentration, которая следит за влиянием новых технологий. Если бы одна страна Глобального Юга развернула масштабные действия, это “привело бы столько к геополитическим конфликтам, что ни одна страна Глобального юга не смогла с ними справиться”.

По мнению Лили Фюр, директора Центра международного экологического права, некоммерческой организации, расположенной в Вашингтоне, эта технология “требует гораздо более сложных систем управления, чем когда-либо существовавшие, которые должны функционировать на протяжении веков или тысячелетий – а это невыполнимое требование”.

Однако есть те, кто видит место для оптимизма – включая самого Кима Стэнли Робинсона. В его романе чрезвычайная климатическая ситуация настолько серьезна, что одновременно возникает жестокое глобальное движение сопротивления против ископаемого топлива. Однако сейчас мир выглядит “менее мрачным”, чем тогда, когда он писал роман, сказал недавно Робинсон в подкасте Bloomberg, и толчка для таких экстремальных мер может просто не возникнуть.

В разговоре с BBC Future он отметил, что хотя климатические катаклизмы растут, также растет и международный импульс к действиям: “Мое впечатление таково, что пандемия привела людей к осознанию того, что биосфера имеет значение и может серьезно нарушить цивилизацию – и мы уже видели, как это произошло”.

Поскольку вероятность превышения лимита в 1,5°C еще высока (но не неизбежна), “требуются все возможные средства”, чтобы вывести CO2 из атмосферы, добавляет Робинсон.

“Возможно, нам придется попробовать разные методы, сгруппированные под словом “геоинженерия”, чтобы охладить планету, пока продолжается декарбонизация. Такие группы, как C2G, Silver Lining и TerraPraxis, и я предполагаю, что и многие другие, пытаются стимулировать эти дискуссии, чтобы подготовить общественность к возможному вмешательству, и я надеюсь на то, что если мы когда-нибудь это сделаем, то для этого будут международные соглашения и общий консенсус”.

В то же время его не убеждают аргументы, что использование солнечной геоинженерии приведет кзамедление усилий по декарбонизации: “Я думаю, мы прошли этот момент. Необходимость скорейшей декарбонизации сейчас понятна всем. Все оставшиеся скептики относительно климата – или мошенники, или дураки”.