Эпоха после геоинженерии. Климатическая катастрофа, восстановление и возрождение

Переломный момент

Декабрь в Калифорнии после повышения среднемировой температуры на 1 °C: в лучах заходящего солнца лениво парят хлопья пепла, долетевшие сюда от бушующих вдалеке лесных пожаров. После повышения среднемировой температуры на 1 °C пропахшие дымом «зимы» приходят на смену суровой осени, полной нескончаемых тревожных новостей: блуждающий ураган пронесся через Пуэрто-Рико в сторону Ирландии, оборвав провода сетей электроснабжения и оставив целую страну без света. В такие зимы привычные маршруты стратосферных ветров нарушаются. Арктическое струйное течение расслаивается, деформируется и обрушивает массы ледяного воздуха на центральную часть США. Беды продолжаются и летом: Европу охватывает засуха, в Швеции горят леса, Рейн пересыхает. И так по кругу.

Как выяснилось, повышение среднемировой температуры на 1 °C – это далеко не только простое потепление. Сумасшедшие колебания – это новая норма климата. Паттерны циркуляции атмосферных потоков зацикливаются. Из-за этого целые регионы на многие недели оказываются под властью не характерных для них погодных условий. Мегапожары и природные бедствия – это еще одна новая норма нашей повседневной жизни. Или, как точно выразился Джерри Браун, бывший губернатор Калифорнии, – новая повседневная аномалия. 1 °C – это не просто единица измерения. 1 °C – это зловещие, пугающие перемены.

Если все это происходит при повышении среднемировой температуры на 1 °C, то что будет при потеплении на 3 °C? Или на 4 °C?

В какой-то момент – при потеплении на 2, 3 или 4 °C – люди потеряют веру в то, что принятые сейчас меры по сокращению выбросов в атмосферу способны предотвратить изменение климата. С одной стороны, для каждого отдельного человека где-то проходит его личный рубеж, переступив за который, он утратит эту веру. Многие климатологи, с которыми я знакома, уже стоят за этой чертой. Но есть и другой рубеж – социальный. Это поворотная точка, в которой глобальные устремления общества сменят вектор. Произойдет перелом сознания. Некоторые говорят: «Давайте будем реалистами; мы не сможем это сделать». Они не уточняют, что конкретно мы не сможем сделать: возможно, речь идет об ограничении повышения температуры до 2 °C или до 1,5 °C, за которое призывает бороться Парижское соглашение. Но настанет момент, когда те самые «некоторые» поймут, что необходимо попробовать что-то другое. Когда эти «некоторые» скажут: «Да, уже слишком поздно. Мы не приложили все возможные усилия, и теперь будущее, которого мы так боялись, наступило». И тогда они начнут искать то, что еще все-таки можно будет сделать.

На этом этапе общество будет вынуждено обратиться к размышлениям о будущем, которого оно для себя не желает: о солнечной геоинженерии. Людям придется задуматься над тем, как изменить все стороны своего образа жизни, – начиная от питания и заканчивая потреблением и средствами передвижения; но к тому моменту геофизика уже будет не на нашей стороне. И здесь из тени начнет проступать давняя призрачная мысль: распылить в стратосфере особый газ, который станет блокировать поступающий солнечный свет. Это один из возможных вариантов оградить себя от туманной дымки загрязняющих выбросов. Это спасительное одеяло, укрыться под которым покажется безопаснее, чем пытаться сделать что-либо другое. С точки зрения повышения среднемировой температуры на 1 °C, – и особенно учитывая, что уровень загрязняющих выбросов в атмосферу по-прежнему продолжает расти, – эта пока еще довольно смутная идея уже кажется вполне состоятельной, а может, даже и жизнеспособной.

Возможно, вам уже доводилось слышать что-то о солнечной геоинженерии. Эта концепция уже на протяжении десятка лет прячется в тени климатической политики и еще гораздо дольше маячит призрачной мыслью в поле зрения ученых. Но навряд ли вы могли ожидать, что солнечная геоинженерия когда-либо и впрямь станет серьезной темой для обсуждения. Идея изменить отражающую способность Земли, чтобы больше солнечного света возвращалось обратно в космос, звучит просто безумно. И это действительно чрезвычайно радикальная мысль.

Там, где поверхность Земли располагается прямо перпендикулярно поверхности Солнца, солнечное электромагнитное излучение сталкивается с границей верхних слоев атмосферы с постоянной интенсивностью 1,360 ватт на квадратный метр (Вт/м2). Эта Солнечная постоянная – наше большое везение и наш величайший ресурс. Она – основа всей жизни на Земле. На самом деле этот показатель не совсем постоянен – такое название ему присвоили задолго до того, как люди получили возможность провести его точные измерения из космоса. Из года в год, изо дня в день, и даже от минуты к минуте интенсивность солнечного электромагнитного излучения меняется. Но несмотря на это, солнечное излучение остается одной из немногих вещей в жизни, в постоянстве которого нам не приходится сомневаться.

Большая часть этого излучения не достигает земной поверхности; примерно 30 % лучей отражается обратно в космос. Поэтому в ясный день, когда солнце находится в зените, интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли достигает лишь 1,000 Вт/м2. Этот показатель варьируется в зависимости от положения конкретной точки на земном шаре, времени суток, отражательной способности поверхности (лед, пустыня, лес, океан и пр.), наличия облаков, состава воздуха и прочих факторов. Из-за того, что половина суток приходится на ночь, и из-за того, что на большую часть планеты солнце светит под углом, среднестатистическое значение интенсивности солнечной радиации на суше получается всего около 180 Вт/м2.1 Но даже эти 180 Вт/м2 – настоящий дар всему живому на планете.

Все эти цифры я привела для того, чтобы сказать: цель солнечной геоинженерии – изменить эти цифры. Во всяком случае, так она выглядит с точки зрения науки.

С одной стороны, идея намеренно вмешиваться в настолько фундаментальные явления, как поступающий на Землю солнечный свет, звучит абсолютно безумно. В конце концов, в разных культурах по всему миру Солнце почитали как бога: тысячи лет несчетное количество людей возносили молитвы Ра, Гелиосу, Солу, Бэлу, Сурье, Аматэрасу и другим солнечным божествам. И по сей день многие все еще отмечают праздники, уходящие корнями в солярные культы. У такого почитания есть разумное основание: без солнца не было бы ничего. Даже сейчас, в эпоху позднего капитализма, мы продолжаем ценить солнце: люди стремятся жить в домах и квартирах с ярким природным освещением; принимают солнечные ванны; создают туристические направления, маркетинговой базой которых является солнце, и везут туда на самолетах необъятные толпы туристов. Пытаться изменить то, как солнечный свет доходит до нас и до всего живого на планете, – это невообразимая дерзость.

И все же у солнечной геоинженерии есть определенные аспекты, благодаря которым можно попытаться взглянуть на нее как на вполне разумную концепцию; благодаря которым можно забыть, что речь идет о солнечном свете как таковом. Самым широко обсуждаемым методом солнечной геоинженерии на сегодняшний день является так называемая стратосферная аэрозольная инъекция, то есть внедрение специальных частиц в стратосферу – слой атмосферы, который находится выше, чем обычно летают гражданские самолеты. Эти частицы будут блокировать некоторую долю поступающего на Землю солнечного света – всего в пределах 1–2 %. Стратосферные аэрозоли будут менять не только количество поступающего солнечного излучения, но и его свойства: свет станет более рассеянным, да и сам характер рассеивания изменится. Из-за этого изменится цвет неба: он станет более белесым, хотя действительно заметить это изменение смогут лишь те, кто живет на удалении от больших городов. К тому же эти изменения затронут жизненные процессы растений и фитопланктона. Безусловно, такое вмешательство в дела природы кажется очень смелой идеей.

Но, несмотря на всю радикальность, это предложение нельзя назвать откровенно иррациональным. Во-первых, солнечная радиация и без того по своей природе – величина непостоянная. Одно-единственное проплывающее мимо облако снижает количество поступающего на Землю излучения на 25 Вт/м2.2 А что еще важнее, человечество уже и без того невольно воздействует на количество поступающей солнечной радиации. Глобальное потепление вызвано повышенным выбросом парниковых газов, а молекулы парникового газа задерживают тепло. Из-за этого баланс между поступающей и уходящей обратно в космос энергией нарушается. С 1750 года за счет выброса парниковых газов средняя интенсивность поступающей на Землю солнечной радиации уже увеличилась на 2,29 Вт/м2.3 Расхождение в количестве поступающей и выделяемой энергии ученые назвали «радиационное форсирование» и приняли его за единицу измерения дисбаланса, или форсированного изменения, вызванного хозяйственной деятельностью человека. Разница между количеством поступающей и уходящей энергии могла быть и больше – даже выше 3 Вт/м2, если бы не компенсационное воздействие аэрозольных выбросов, которые задерживаются в атмосфере близко к поверхности Земли. Вспомните, например, дни, когда города окутывает смог. В такие дни свет становится более приглушенным. Выбросы в атмосферу от машин и заводов, на самом деле, уже маскируют глобальное потепление примерно на 1 °C. Так что тотальное избавление от аэрозольных выбросов, за которое мы так боремся в попытке повысить качество воздуха и улучшить состояние здоровья жителей Земли, приведет к тому, что средняя температура по всему миру повысится еще на 0,5–1,1 °C.4

Таким образом становится очевидно, что человечество уже и без того активно воздействует на баланс солнечной радиации через выбросы парниковых газов (которые вызывают потепление) и выбросы твердых частиц транспортными средствами и промышленными предприятиями (которые сдерживают это потепление). С этой точки зрения мысль, что еще одно вмешательство в дела природы не повлечет за собой какие-либо значительные изменения, начинает казаться не такой уж абсурдной. Особенно если принять во внимание, что в противном случае нам грозят серьезные климатические потрясения. Дайте волю своему воображению, и вы вполне сможете представить будущее, в котором будет просто возмутительно не рассуждать о такой возможности.

Вопрос в том, дошло ли человечество до точки, – назовем ее «переломный момент», – за которой уже стоит задуматься о более радикальных и рискованных мерах: о том, чтобы начать удалять из атмосферы углекислый газ, останавливать добычу нефти, проводить радикальную трансформацию культуры и общества, запускать программу радикальной адаптации или даже всерьез задумываться о солнечной геоинженерии?

Решить, когда настанет тот самый переломный момент, – час расплаты для всего человечества, – трудная задача, потому что на каждого оптимиста, который считает, что возобновляемые ресурсы спасут мир, найдется пессимист, который отметит, что на сегодняшний день хранилищ энергии достаточной емкости и электросетей, которые необходимы для истинной энергетической революции, не существует даже на планах. До многих людей просто трудно донести, насколько в отчаянном положении мы оказались: они знают, что стоит волноваться, но представляют, что каким-то образом мир окажется спасен; что за пять минут до конца каким-то чудом человечество сможет вскочить на подножку поезда, который увезет всех в радостное, безопасное будущее. Кажется, что чем ближе мы подходим к краю, к горизонту событий, тем сильнее становятся разногласия по поводу того, что все-таки может произойти в будущем. Отчасти корни этой неопределенности кроются в неопределенности научных данных. «Чувствительность климата» – единица измерения, которая описывает, как природа отреагирует на увеличение объема парниковых выбросов в два раза по сравнению с доиндустриальной эпохой, – по-прежнему остается неизвестной. Это означает, что человечество до сих пор не знает, какое воздействие на природу окажет такая концентрация парниковых газов.

Однако базовые законы физики подсказывают нам, что этот период неопределенности не будет длиться вечно. По мере того, как эмиссия будет продолжаться, а ученые будут подсчитывать количество углекислого газа в атмосфере, картина начнет проясняться. Вместе с тем, даже современные исследования уже дают достаточное количество важной информации, которую необходимо придавать широкой огласке, но которую по каким-то причинам редко обсуждают где-то за пределами научных заседаний.

На данный момент в результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу Земли ежегодно попадают около 40 гигатонн (Гт, 1 миллиард тонн) диоксида углерода, или 50 Гт «эквивалента диоксида углерода» (эта условная единица описывает количество всех парниковых газов, включая, например, метан). Со времен Индустриальной революции человечество выбросило в атмосферу порядка 2 200 Гт CO2.5 Ученые установили, что если в течение этого столетия в атмосферу Земли попадет еще 1 000 Гт CO2-эквивалента, средняя температура повысится на 2 °C, что превышает целевой показатель, установленный Парижским соглашением. Если вам угодно, можно сказать, что 1 000 Гт CO2-эквивалента – это наш оставшийся бюджет (все расчеты примерны, и реальные цифры могут оказаться гораздо меньше).6 Учитывая, что нынешний объем выбросов примерно равен 50 Гт эквивалента диоксида углерода в год, при сохранении такого темпа оставшийся лимит будет исчерпан за ближайшие 20 лет. К тому же скорость потепления по-прежнему продолжает расти. Это означает, что даже если скорость повышения температуры замедлится, а ежегодный объем выбросов останется на современном уровне, через двадцать лет среднемировая температура гарантированно поднимется на 2 градуса.

Что необходимо предпринять, чтобы этого избежать? По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), чтобы удержать повышение среднемировой температуры на уровне ниже 2 °C, нужно резко сократить объем выбросов, а к концу столетия и вовсе достичь отрицательной углеродной эмиссии. На Рисунке 1 показан типичный «позитивный сценарий», при котором у человечества появится реальный шанс сдержать потепление на уровне ниже 2 градусов.

Ключевые положения этого сценария совсем нетрудно понять, взглянув на приведенный график.

Во-первых, пик выбросов, согласно этому «позитивному сценарию», придется на 2020-е годы, а затем резко начнет снижаться. Резкое сокращение углеродной эмиссии – это ключевое условие любого сценария, направленного на сдерживание глобального потепления.

Во-вторых, примерно к 2070 году общий уровень углеродной эмиссии достигает отрицательных показателей. Это означает, что мир будет поглощать больше углекислого газа, чем выделять. Как такое возможно? Объем выбросов можно свести к нулю за счет хорошо известных всем мер: использования возобновляемых источников энергии взамен ископаемого топлива, прекращения вырубки лесов и уничтожения водно-болотных угодий. Но чтобы достичь отрицательных показателей, необходимо предпринять нечто более серьезное.

Есть два главных подхода к решению вопроса о способах достижения отрицательной эмиссии: биологический, который предполагает использование лесов, сельскохозяйственных систем и морской среды для хранения углерода; и геологический, который обычно предполагает использование промышленных средств для захвата и хранения CO2 в подземных резервуарах или в виде камней. Хотя есть и комбинированные подходы, которые предполагают использование средств биоинженерии в тандеме с техническими средствами захвата и хранения углекислого газа. (Подробнее многие из этих методик мы рассмотрим позже.)

В-третьих, обратите особое внимание, углекислый газ из атмосферы начинают удалять уже в 2020-х и 2030-х годах, когда уровень выбросов еще остается достаточно высоким. Промышленный захват и хранение углерода (CCS) – это технология по захвату потоков углекислого газа на производственных площадках и закачиванию его в подземные скважины. Без этой технологии достичь необходимого масштаба удаления углекислого газа из атмосферы будет невозможно. В 2019 году по всему миру работали всего порядка двадцати предприятий, специализирующихся на CCS. Это смешное количество. Чтобы развить темп удаления углекислого газа из атмосферы, который показан на Рисунке 1, потребуется увеличить нынешний объем хранилищ примерно в тысячу раз. Согласно описанному сценарию, к 2100 году предприятия по всему миру должны будут поглотить десять или даже пятнадцать гигатонн эквивалента диоксида углерода. Для этого начинать наращивать темп работы нужно уже прямо сейчас.

Способы ограничения глобального потепления на уровне 2 °C

Рис. 1. Средние показатели 18 сценариев развития событий по шести климатическим моделям, проанализированным в шестом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Источник: Глен Петерс/CICERO

Кривая на графике, обозначающая сокращение выброса парниковых газов, тихо и спокойно стремится вниз. Это настоящая мечта, образ которой очерчен здесь сухими, четкими линиями. Мечта, описанная на языке чисел – языке, на котором говорят инженеры, строители и технократы. Этот язык придает мечте вес и делает ее как будто менее фантастичной. Однако сценарий, о котором идет речь, опирается на технологию удаления углерода гораздо большего масштаба, чем те демонстрационные проекты, которые разрабатываются сейчас. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) в специальном докладе о последствиях повышения среднемировой температуры на 1,5 °C предупредила, что всецело полагаться на эти технологии – это огромный риск. Однако тот же доклад ясно показал, что все пути решения проблемы, которые были в нем проанализированы, отталкивались от положения, что из атмосферы необходимо удалить от 100 до 1 000 гигатонн углерода.7 Коротко говоря, ограничить потепление на уровне 2 °C будет очень сложно без использования каких-либо технологий отрицательной эмиссии – а достичь цели 1,5 °C без них будет практически невозможно.

Означает ли это, что человечество не сможет предотвратить повышение средней температуры на 2 градуса? Нет. Нам известно множество способов удалять углерод из атмосферы. Мы можем хранить его в почве, в строительных материалах и продукции, в горных породах. В конце концов, это один из главных химических элементов для всех живых существ на Земле. Как вы сможете убедиться, прочитав эту книгу, при нынешней политической и экономической логике будет сложно расширить эти технологии до необходимого масштаба. Но чисто технически мы вполне можем построить будущее, описанное на Рисунке 1, – будущее, где пороки прошлого (нашего с вами настоящего) можно спрятать, аккуратно прибрать, как позорное пятно. Некоторые называют такую концепцию «возрождением климата». Она основана на идее, что с помощью технологии удаления углерода человечество сможет снизить концентрацию диоксида углерода в атмосфере с нынешних 410 миллионных долей (ppm) до 300 или даже до уровня доиндустриальной эпохи. Эта концепция многим, безусловно, кажется помпезной и, возможно даже, излишней: в конце концов во многих экономических регионах Глобального Севера уровень выбросов, кажется, уже перестал расти и даже начал снижаться.

Если количество выбросов действительно достигнет своего пика в течение нынешнего десятилетия, сможем ли мы сказать, что мир спасен?

Вы сидите за кухонным столом. Жарко. Из радиоприемника доносится голос: «… и сегодня в Бонне стороны достигли нового соглашения о разделении ответственности за удаление углерода из атмосферы. Ходят слухи о создании системы взаимной отчетности для отслеживания международных потоков углекислого газа.

Тем временем на Детройтском автосалоне еще больше производителей анонсировали, что к 2032 году полностью перейдут на производство автомобилей с электродвигателями. Сразу после того, как Tesla представила свой первый тяжелый грузовик, Škoda объявила о создании…»

Вы переводите взгляд на планшет и начинаете прокручивать новостную ленту, попивая свой утренний кофе. Вам на глаза попадается фотография ярко-красных яблок, собранных в студенческой оранжерее: вы жмете «лайк». Кто-то опубликовал статью с заголовком «Пиковые показатели объема выбросов означают лишь выход на плато»; подзаголовок гласит: «Эпоха легких достижений закончилась, настало время тяжелой работы». Вы хотите прочесть статью и оставить комментарий, показав, что вы достаточно умны, чтобы интересоваться такими вопросами, но подозреваете, что она слишком депрессивная.

Если вы считаете, что такие меры противодействия изменению климата в целом сработают, переходите на следующую страницу.

Если вы считаете, что все это лишь пустая болтовня, игра на публику и показуха, – перелистните книгу на стр. 25.

Десять лет, пять месяцев и восемнадцать дней спустя вы подходите к кухонному столу, держа в руках горячий, слегка поджаренный тост. Ваш супруг/супруга что-то увлеченно читает и даже не поднимает на вас взгляд. Вы спрашиваете:

– Что читаешь?

– Статью об успехах по борьбе с изменением климата. О том, как этот опыт можно использовать на благо общественного здравоохранения и для решения других мировых проблем. – Он/она откусывает кусочек хрустящего тоста, и крошки рассыпаются по столу. – Мы смогли оперативно остановить добычу и переработку ископаемых видов топлива, а еще – повысить энергетическую эффективность. Проведены масштабные мероприятия по лесовосстановлению, повторному заболачиванию и внедрению углеродного земледелия. Человечество беспрецедентными темпами проводит преобразование системы землепользования – в три раза быстрее, чем в предыдущие десятилетия вырубало леса Амазонии и разбивало на их местах соевые поля.

– М-м-м, – тянете вы, – слава богу, сельхозпроизводители вывели устойчивые к изменению климата сорта кофе. Вы чувствуете, что проснулись сегодня слишком поздно и до сих пор еще толком ничего не успели сделать.

– Кроме того, мы совершили существенный прорыв в захвате и хранении углерода. В 2017 году по всему миру работали всего двадцать с небольшим предприятий. Но после того, как в 2020 году глобальное сообщество приняло курс на отрицательную эмиссию, их стали строить повсюду. Теперь их уже более 2000. И это всего за пару десятилетий.

– Замечательно, – говорите вы.

– В этой статье очень много говорят о развитии технологий. Но на самом деле толчок всем этим переменам дало общественное движение. Только благодаря давлению общества удалось изменить риторику и привлечь к ответственности ресурсодобывающие компании. Вспомни, когда мы были подростками, творился какой-то апокалипсис. Казалось, что каждый день где-то в мире происходила очередная климатическая катастрофа. Но нашим детям уже даже не придется знать, каково это.

Перелистните на страницу 48.

Вы поворачиваетесь в своей постели, скидываете с себя смятое покрывало и собираетесь встать. Ваш ребенок еще спит. Слава богу. Вы спрашиваете:

– Алекса, что мне нужно знать?

– Время 6:23. Прочитать новостные заголовки?

– Конечно, – отвечаете вы.

– По данным нового исследования, опубликованного в Science, средняя мировая температура со времен Индустриальной революции поднялась на 2 °C. Это заявление было сделано на фоне продолжающейся чрезвычайной ситуации в Йемене, вызванной нехваткой питьевой воды. Тем временем в США в Палате представителей сегодня проходит голосование за присоединение к международному договору о геоинженерии. Хотите узнать подробности?

– Конечно, – отвечаете вы, натягивая носки.

– Несмотря на то, что в некоторых регионах, включая США и Китай, объем вредных выбросов в атмосферу немного снизился, в других частях мира он продолжает расти быстрыми темпами. Из-за этого не утихают споры, удалось ли человечеству наконец выйти на плато, и стоит ли нам к концу этого столетия ожидать повышения среднемировой температуры на 4 °C. Международный договор о геоинженерии предполагает разработку международного соглашения о совместном несении расходов и страхового плана, которые позволят направить международные средства на распыление стратосферных аэрозолей. Сенатор от штата Флорида Джеки Гонзалес первым высказался в поддержку этого международного договора. Цитата: «Если таяние ледников в Гренландии продолжится, всего в течение нескольких десятилетий Майами полностью уйдет под воду. Уже сейчас практически невозможно застраховать имущество, которое находится на побережье. Мир предлагает нам вполне разумный план выхода из сложившейся ситуации. План, который пойдет на пользу всем жителям Земли, обитающим на побережье. Этот договор способен сохранить международную геополитическую стабильность, а кроме того, защитить нашу собственную страну». Однако еще несколько ключевых конгрессменов до сих пор не объявили о своей позиции. Какими бы ни оказались сегодня результаты голосования, противники, вероятнее всего, будут пытаться оспорить их в суде.