Идея охлаждения Земли путём распыления светоотражающих частиц в верхних слоях атмосферы, известная как стратосферная аэрозольная инъекция (SAI), активно изучается как потенциальный ответ на глобальное потепление. Эта техника призвана имитировать охлаждающий эффект крупных вулканических извержений. Хотя сотни научных моделей исследовали её механизм, специалисты из Колумбийского университета предостерегают: эти модели недооценивают сложность, неопределённость и потенциальные риски такого начинания.
Доктор В. Фэй МакНилл, атмосферный химик из Климатической школы Колумбийского университета, указывает на идеализированность существующих моделей. Она поясняет, что в симуляциях учёные оперируют «идеальными частицами идеального размера», точно размещая их там и тогда, где это необходимо. Однако, по её словам, при столкновении с реальными условиями эта идеальная картина рассыпается, выявляя огромную степень неопределённости в прогнозах. Диапазон возможных последствий при попытке реализовать SAI, как утверждает МакНилл, значительно шире, чем считалось ранее.
В исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, команда МакНилл проанализировала физические, политические и экономические барьеры, которые делают SAI намного сложнее в реальности, чем на бумаге. Они изучили существующие работы, чтобы определить, как результаты применения этой технологии зависят от деталей её развёртывания. Ключевые факторы включают высоту и широту выброса частиц, время года и общее количество введённого в атмосферу материала. Наибольшее влияние, по всей видимости, оказывает широта. Например, попытки SAI, сосредоточенные около полюсов, могут нарушить тропические муссоны, а выбросы вблизи экватора способны изменить струйные течения и повлиять на глобальную циркуляцию воздуха. Доктор МакНилл подчёркивает, что дело не просто в «попадании пяти тераграммов серы в атмосферу — важно, где и когда это будет сделано». Учитывая такую изменчивость, применение SAI требует централизованного и скоординированного подхода, что, по мнению исследователей, маловероятно из-за геополитической ситуации.
Большинство климатических моделей, изучающих SAI, предполагают использование сульфатных аэрозолей, сходных с веществами, выбрасываемыми при извержениях вулканов. Извержение вулкана Пинатубо в 1991 году, например, привело к снижению глобальных температур почти на один градус Цельсия на несколько лет. Это событие часто приводится как доказательство того, что SAI может временно охладить планету. Однако вулканическая активность также наглядно демонстрирует риски: извержение Пинатубо нарушило систему индийских муссонов, сократило количество осадков в Южной Азии и способствовало истощению озонового слоя. Схожие побочные эффекты могут возникнуть и от искусственных выбросов сульфатов, включая кислотные дожди и загрязнение почв. Эти опасения заставляют учёных искать другие, потенциально более безопасные материалы.
Среди предложенных альтернатив рассматриваются такие минералы, как карбонат кальция, альфа-оксид алюминия, диоксид титана (рутил и анатаз), диоксид циркония и даже алмаз. Хотя много внимания уделяется тому, насколько хорошо эти материалы рассеивают солнечный свет, другие важные аспекты — такие как их доступность и практичность — изучены гораздо меньше. Миранда Хак, ведущий автор нового исследования и специалист по аэрозолям из Колумбийского университета, отмечает, что учёные часто обсуждают потенциальные кандидаты для аэрозолей, не учитывая, как практические ограничения могут сказаться на возможности ежегодного введения их огромных объёмов. Многие из предложенных материалов, по её словам, не являются особо распространёнными. Например, алмаз показал бы отличные оптические свойства, но он слишком редок и дорог для массового использования. Диоксид циркония и диоксид титана теоретически могли бы удовлетворить спрос, но экономический анализ команды Колумбийского университета предполагает, что при увеличении спроса затраты на производство резко возрастут. Только карбонат кальция и альфа-оксид алюминия достаточно многочисленны для реализации в больших масштабах, однако оба сталкиваются с серьёзными техническими проблемами при распылении.
Для эффективной работы SAI частицы должны оставаться чрезвычайно мелкими — меньше одного микрона. Однако минеральные альтернативы имеют тенденцию слипаться в более крупные агрегаты. Эти большие скопления рассеивают солнечный свет менее эффективно и ведут себя в атмосфере непредсказуемо. Доктор Хак предупреждает: «Вместо идеальных оптических свойств мы получаем нечто гораздо худшее. По сравнению с сульфатами, я не думаю, что мы обязательно увидим те климатические выгоды, о которых идёт речь».
По мнению исследователей, многочисленные неизвестные, связанные с SAI — от логистики развёртывания до характеристик материалов — делают эту технологию ещё более неопределённой, чем считалось ранее. Эти сложности должны быть чётко обозначены в дискуссиях политиков и учёных о будущем солнечной геоинженерии. Гернот Вагнер, климатический экономист из Колумбийской школы бизнеса, отмечает, что «в солнечной геоинженерии всё дело в компромиссах между рисками». Учитывая «неудобную реальность» SAI, Вагнер убеждён, что «это не произойдёт так, как моделируется в 99 процентах научных работ». В числе соавторов исследования также указан Дэниел Стейнгарт, содиректор Центра электрохимической энергии Колумбийского университета. Команда в целом подчёркивает: хотя SAI может казаться привлекательным быстрым решением проблемы глобального потепления, путь к реальному охлаждению планеты может оказаться гораздо более опасным и непредсказуемым, чем кажется.
