地球規模の DIY
大陸規模の植林から人工的な降雨の誘発に至るまで、科学者たちは地球を根本的に変えるための大規模な地球工学プロジェクトを提案、テストし、場合によっては実行し始めています(1)。 これらのプロジェクトは、砂漠化、干ばつ、大気中の過剰な二酸化炭素などの地球規模の問題を解決するために設計されていますが、それ自体が非常に問題を抱えています。
地球温暖化の影響を逆転させる最新の素晴らしいアイデア 私たちの地球を押しのける 太陽からさらに遠い軌道へ。 最近の中国の SF 映画「The Wandering Earth」では、人類は膨張を避けるために巨大なスラスターを使用して地球の軌道を変更します (2)。
このようなことは可能でしょうか? 専門家が計算を行ったところ、その結果はやや憂慮すべきものでした。 たとえば、スペースXのファルコン・ヘビー・ロケット・エンジンが使用された場合、地球を火星軌道に乗せるにはフルパワーで300億回の「火」が必要となり、地球の物質のほとんどは建設と電力に使用されることになる。 これ。 もう少し効率的なのは、地球の周りの軌道上に配置され、何らかの方法で惑星に取り付けられたイオン エンジンです。地球の質量の 13% を使用して、残りの 87% をさらなる軌道に移すことになると考えられています。 かもね？ それは地球の直径のほぼXNUMX倍でなければならず、火星の軌道までの旅にはまだ...XNUMX億年かかるでしょう。
2. 映画「流浪の地球」より
したがって、地球をより低温の軌道に「押し込む」プロジェクトは、将来的に無期限に延期されなければならないようです。 代わりに、すでに複数の場所で進行中のプロジェクトの XNUMX つが 緑の障壁の建設 地球の広い表面で。 これらは在来の植物で構成されており、さらなる砂漠化を防ぐために砂漠の端に植えられています。 中国ではこの4500つの最大の壁は英語名で知られており、XNUMXkmに及ぶゴビ砂漠の広がりを食い止めようとしている。 グレートグリーンウォール アフリカ（3）、サハラ砂漠の国境まで8km。
3. アフリカのサハラ砂漠の封じ込め
しかし、最も楽観的な見積もりでも、必要な量の CO2 を中和して地球温暖化の影響を抑制するには、少なくとも XNUMX 億ヘクタールの追加の森林が必要であることが示されています。 これはカナダと同じくらいの面積です。
ポツダム気候研究所の科学者らによると、植林も気候に与える影響は限定的であり、そもそも効果があるかどうかについては不確実性が高まっているという。 地球工学の愛好家は、より根本的な方法を模索しています。
グレーで日差しを遮る
何年も前に提案された技術 高硫黄化合物の大気中への拡散の頭字語としても知られています。 SRM （日射管理）は、これらの物質が成層圏に放出される大規模な火山噴火中に発生する状況を再現したものです (4)。 これは、とりわけ、雲の形成と地表に到達する太陽放射の減少に寄与します。 たとえば、科学者たちはそれが素晴らしいことを証明しました ピナツボ 1991 年のフィリピンでは、少なくとも 0,5 年間、地球の気温が約 XNUMX℃低下しました。
4. 硫黄エアロゾルの影響
実際、私たちの業界は何十年にもわたって汚染物質として大量の二酸化硫黄を排出しており、長年にわたって太陽光の透過率の削減に貢献してきました。 熱平衡にあるこれらの汚染物質は、平方メートルあたり約 0,4 ワットの「救済」を地球に提供すると推定されています。 しかし、二酸化炭素と硫酸によって私たちが生み出す汚染は永続的なものではありません。
これらの物質は成層圏まで上昇することはなく、そこで永久的な日射防止膜を形成する可能性があります。 研究者らによると、地球大気中の濃度の影響をバランスさせるには、少なくとも5万トン以上を成層圏に送り込む必要があるという。2 および他の物質。 マサチューセッツ州オーロラ・フライト・サイエンス社のジャスティン・マクレラン氏など、この方法の支持者らは、そのような作戦にかかる費用は年間約10億ドルになると見積もっている。これはかなりの額だが、人類を永久に滅ぼすには十分ではない。
残念ながら、硫黄法には別の欠点があります。 暖かい地域では冷房がよく効きます。 極地の地域ではほとんどありません。 したがって、ご想像のとおり、氷が溶けて海面が上昇するプロセスをこの方法で止めることはできず、沿岸低地地域の洪水による損失の問題は今後も現実的な脅威となるでしょう。
最近、ハーバード大学の科学者たちは、高度約 20 km で微量のエアロゾルを導入する実験を実施しましたが、これは地球の成層圏に重大な影響を与えるには十分ではありません。 それら（SCoPEx）はバルーンを用いて実施された。 エアロゾルにはi.i.が含まれていました。 硫酸塩は太陽光を反射して曇りを生み出します。 これは、地球上で驚くほど多数行われている、限定規模の地球工学プロジェクトの XNUMX つです。
宇宙傘と地球のアルベドの増加
この種のプロジェクトの中でも注目を集めるアイデア 巨大な傘の打ち上げ 宇宙空間へ。 これにより、地球に到達する太陽放射の量が制限されます。 このアイデアは何十年も前から存在していましたが、現在は開発の創造的な段階にあります。
2018 年に雑誌「Aerospace Technology and Management」に掲載された記事では、著者がプロジェクトと呼ぶものについて説明しています。 研究チームは、地球、月、太陽の間の複雑な重力相互作用システムの中で比較的安定した点であるラグランジュ点に、薄くて幅の広いカーボンファイバーのリボンを配置することを計画している。 この葉は太陽放射のほんの一部しか遮りませんが、これは地球の気温を国際気候パネルが設定した制限値 1,5 ℃未満に下げるのに十分である可能性があります。
彼らはある程度似たアイデアを提示しています 大きなスペースミラー。 これらは、カリフォルニアのローレンス リバモア国立研究所の天体物理学者ローウェル ウッドによって 1 年代初頭に提案されました。 このコンセプトが効果的であるためには、反射は太陽光の少なくとも1,6％に当たる必要があり、ミラーの面積はXNUMX万kmXNUMXでなければなりません。2.
他の人は、刺激することで太陽を遮断し、したがって、として知られるプロセスを使用したいと考えています。 クラウドシーディング。 ドロップレットを生成するには「シード」が必要です。 当然のことながら、塵、花粉、海塩、さらにはバクテリアの粒子の周囲に水滴が形成されます。 これには、ヨウ化銀やドライアイスなどの化学薬品を使用できることが知られています。 これは、すでに知られ使用されている方法でも発生する可能性があります 雲が明るくなり、白くなります, 1990年に物理学者のジョン・レーサムによって提案されました。 シアトルのワシントン大学の「Sea Cloud Lightning Project」は、海上の雲に海水を噴霧することで白化効果を達成することを提案しています。
その他の注目すべき提案 地球のアルベドの増加 (つまり、反射放射線と入射放射線の比率) は、家を白く塗ったり、カラフルな植物を植えたり、場合によっては砂漠に反射シートを敷いたりする場合にも役立ちます。
私たちは最近、MT の地球工学兵器庫に含まれる吸収技術について説明しました。 原則として、それらは地球規模ではありませんが、その数が増加すると、その影響は世界規模になる可能性があります。 しかし、地球工学の名にふさわしい方法の模索が進行中です。 CO除去2 一部の人によると、大気からは通過する可能性があります 海に種をまく結局のところ、これは地球上の主要な炭素吸収源の 30 つであり、CO の約 XNUMX% の削減に貢献しています。2。 アイデアは、効率を高めることです。
最も重要な XNUMX つの方法は、鉄とカルシウムで海を肥やすことです。 これは植物プランクトンの成長を刺激し、大気から二酸化炭素を吸収し、それが底に堆積するのを助けます。 カルシウム化合物を添加すると、CO との反応が起こります。2 すでに海洋に溶解し、重炭酸イオンが形成されるため、海洋の酸性度が低下し、より多くの二酸化炭素を吸収しやすくなります。2.
エクソン厩舎からのアイデア
地球工学研究への最大の資金提供者はハートランド研究所、フーバー研究所、アメリカン・エンタープライズ研究所であり、いずれも石油・ガス産業に従事している。 したがって、地球工学の概念は、二酸化炭素排出削減の支持者によってしばしば批判され、それが問題の本質から注意をそらしていると彼らは考えています。 その上 排出量を削減せずに地球工学を使用すると、人類は本当の問題を解決することなくこれらの方法に依存することになります。.
石油会社エクソンモービルは、90 年代から展開された大胆な世界的プロジェクトで知られています。 彼女は、海に鉄を肥やし、宇宙に10兆ドルの太陽シールドを構築することに加えて、明るい層、泡、浮遊プラットフォーム、またはその他の「反射」を水面に適用することで海の表面を白くすることも提案しました。 もう一つの選択肢は、氷の白さが太陽光線を反射するように、北極の氷山を低緯度まで曳航することであった。 もちろん、莫大な費用がかかることは言うまでもなく、海洋汚染が大幅に増加する危険性がすぐに指摘されました。
エクソンの専門家らはまた、大型ポンプを使って南極の海氷の下から水を移動させ、それを大気中に噴霧して東南極の氷床に雪や氷の粒子として着地させることを提案している。 推進者らは、この方法で年間0,3兆トンが汲み上げられれば、氷床上の雪がXNUMXメートル増えると主張したが、莫大なエネルギーコストを理由に、このプロジェクトについては二度と言及されなかった。
エクソン厩舎のもう一つのアイデアは、成層圏にヘリウムを充填した薄膜アルミニウム風船を地表から最大100キロメートル上空に設置して太陽光を散乱させるというものだ。 北大西洋など一部の主要地域の塩分濃度を規制することで、世界の海洋の水の循環を加速することも提案されている。 水の塩分濃度を高めるためには、グリーンランドの氷床が保存され、急速な融解が防がれると考えられていた。 しかし、北大西洋の寒冷化の副作用でヨーロッパも寒冷化し、人類の生存がさらに困難になるだろう。 些細なことです。
提供されるデータ 地球工学モニター Biofuelwatch、ETC Group、およびハインリッヒ・ボエル財団の共同プロジェクトは、非常に多くの地球工学プロジェクトが世界中で実施されていることを示しています (5)。 マップには、アクティブ、完了、および放棄された状態が表示されます。 この活動については、国際的に調整された管理がまだ行われていないようです。 したがって、これは厳密には地球規模の地球工学ではありません。 むしろハードウェアに近い。
5. サイトmap.geoengineeringmonitor.orgによる地球工学プロジェクトの地図
190 を超えるプロジェクトのほとんどはすでに実施されています。 炭素隔離、すなわち二酸化炭素回収・貯留 (CCS)、および約 80 – 二酸化炭素の回収、利用、貯蔵 (、クス)。 35 件の海洋肥料プロジェクトと 20 件以上の成層圏エアロゾル注入 (SAI) プロジェクトが行われています。 Geoengineering Monitor リストには、クラウド関連のアクティビティもいくつかあります。 最も多くのプロジェクトは気象改変のために作成されました。 データによると、降雨量の増加に関連するアクションは 222 件、降雨量の減少に関連するアクションは 71 件ありました。
科学者たちは議論を続けている
地球規模での気候、大気、海洋現象の発展を主導する人々の熱意は常に疑問を引き起こします。私たちは、恐れることなく地球工学に専念できるだけの十分な知識を本当に持っているのでしょうか? たとえば、大規模な雲の播種によって水の流れが変化し、東南アジアの雨季が遅れたらどうなるでしょうか? 米作についてはどうですか？ たとえば、大量の鉄を海に投棄してチリの海岸沿いの魚の個体数を全滅させたらどうなるでしょうか?
海洋では、2012年に北米のブリティッシュコロンビア州沖で初めて実施され、すぐに大規模な藻類の発生という悪影響をもたらしました。 これに先立って、2008年に191の国連諸国が、未知の副作用、食物連鎖の改変の可能性、あるいは水域での低酸素地域の創出を懸念して、海洋施肥の禁止を承認した。 2018年XNUMX月、XNUMX以上のNGOが地球工学を「危険、不必要、不当」と非難した。
医療や多くの薬物の場合と同様、地球工学は次のような問題を引き起こします。 副作用そのため、それを防ぐために別の対策が必要になります。 ブラッド・プラマー氏がワシントン・ポストで指摘したように、地球工学プロジェクトは一度始まると止めるのは困難です。 たとえば、大気中への反射粒子の散布をやめると、地球は急速に温暖化し始めるでしょう。 そして、突然の場合は、ゆっくりとした場合よりもはるかに悪いです。
Journal of Geophysical Research に掲載された最近の研究で、このことが明らかになりました。 その著者らは、世界が年間 XNUMX% の二酸化炭素排出量の増加を相殺するために太陽地球工学を利用した場合に何が起こるかを初めて予測するために XNUMX の気候モデルを使用しました。 良いニュースは、このモデルが地球の気温を安定させることができるということですが、これが達成された後に地球工学工学が停止されると、壊滅的な気温のスパイクが発生するようです。
専門家らはまた、二酸化硫黄を大気中に送り込む最も人気のある地球工学プロジェクトが一部の地域を危険にさらす可能性があると懸念している。 そのような行動の支持者は反対している。 2019年XNUMX月に学術誌「Nature Climate Change」に掲載された研究では、そのようなプロジェクトによるマイナスの影響は非常に限定的であることが再確認されています。 この研究の共著者である教授は、 工学と公共政策の専門家であるハーバード大学のデイビッド・キース氏は、科学者は地球工学、特に太陽光発電だけに触れるべきではないと言う。
- - 彼は言った。 -
キースの論文はすでに、科学者たちが既存の技術を過大評価しており、地球工学技術に対する彼らの楽観的な見方が温室効果ガス排出削減に向けた公的努力を妨げる可能性があると懸念する人々から批判を浴びている。
地球工学がいかにイライラするものであるかを示す研究は数多くあります。 1991 年、20 メガトンの二酸化硫黄が高層大気に放出され、大量の可視光を反射する硫酸塩の層で惑星全体が覆われました。 地球は摂氏約XNUMX度寒冷化しました。 しかし、数年以内に硫酸塩が大気中から減少し、気候変動は以前の憂慮すべき経過に戻りました。
興味深いことに、ピナツボ以降の静かで涼しい世界では、植物はうまく育っているように見えました。 特に森林。 ある研究によると、1992年の晴れた日、マサチューセッツ州の森林の光合成は噴火前と比べて23％増加した。 これにより、地球工学は農業を脅かさないという仮説が裏付けられました。 しかし、より詳細な調査によると、火山噴火の後、世界のトウモロコシの収量は9,3％減少し、小麦、大豆、米は4,8％減少した。
そして、これは地球規模の寒冷化を支持する人々の気持ちを冷やすはずだ。
