В течение многих лет спорная идея солнечной геоинженерии — выброс долгоживущих отражающих частиц в верхние слои атмосферы, чтобы блокировать солнечный свет и уменьшить глобальное потепление — была теоретической. Это начинает становиться реальностью: сегодня, после долгих технических и нормативных споров, ученые Гарвардского университета предлагают в июне 2021 года испытательный полет исследовательского аэростата, предназначенного для сброса небольшого количества меловой пыли и наблюдения за ее последствиями.

Этот первый полет не приведет к выбросу частиц; это будет всего лишь сухой запуск управляемого воздушного шара и инструментов, необходимых для изучения химических реакций в стратосфере, в спокойном, холодном слое на высоте более 10 километров. Тем не менее, проект, получивший название Stratospifer Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx), должен сначала получить одобрение независимого консультативного совета, решение, которое может быть принято в феврале 2021 года.

По словам Дэвида Кейта, специалиста по энергетике и климату из Гарварда и одного из ведущих ученых SCoPEx, необходимо изучить реальные эффекты высвобождения отражающих частиц. По его словам, солнечная геоинженерия не заменяет сокращение выбросов парниковых газов, но может смягчить худшие последствия глобального потепления, такие как экстремальные волны тепла и штормы, уносящие сегодня множество жизней. «Существует реальный потенциал, а может быть, и значительный потенциал, чтобы значительно снизить риски изменения климата в этом столетии».

Идеи для геоинженерии могут быть разными. Существуют так называемые технологии с отрицательными выбросами — высасывание углекислого газа из воздуха с помощью камней, деревьев или машин, — которые снижают способность Земли удерживать тепло. Солнечная геоинженерия в первую очередь уменьшит количество тепла, получаемого Землей. Одна идея, основанная на следах океанских кораблей, состоит в том, чтобы засеять отражающие облака; Другой вдохновлен вулканами, которые могут извергать сульфатные аэрозоли в стратосферу и заметно охлаждать планету.

Но исследования в области солнечной геоинженерии долгое время были табу, говорит Фэй Макнил, атмосферный химик из Колумбийского университета, не входящий в SCoPEx. «Мы не хотели, чтобы казалось, будто мы поощряем это». Есть опасения, что солнечная геоинженерия может осуществляться в одностороннем порядке группами или нациями с неизвестным влиянием на рост растений и характер осадков. Еще одно опасение заключается в том, что это будет способствовать развитию своего рода зависимости, добавляя все больше и больше частиц, чтобы блокировать потепление, не решая при этом коренную проблему увеличения выбросов. Но теперь, когда уже зафиксировано такое сильное потепление, «актуальность климатической проблемы обострилась», — говорит Макнил.

«SCoPEx — это не только научный эксперимент, но и важная проверка управления геоинженерией», — говорит Питер Фрумхофф, главный ученый-климатолог Союза ученых. «Нам нужно узнать о консультативном процессе не меньше, чем о самом эксперименте». Новой проблемой для SCoPEx является то, что рейс будет осуществляться в Швецию, а не на юго-запад США, как предполагалось ранее. Теперь команда будет использовать воздушные шары, запущенные Шведской космической корпорацией и вылетающие из Кируны. «Это вызывает ряд вопросов о том, как будет выглядеть роль общественного согласия и информированных дискуссий в Швеции», — говорит Фрумхофф, добавляя, что в консультативном совете доминируют эксперты из США.

Несмотря на все прецеденты, которые создаст SCoPEx, предлагаемый эксперимент довольно скромен. Он будет стоить несколько миллионов долларов и профинансирован частными донорами, в том числе соучредителем Microsoft Биллом Гейтсом. После долгих исследований команда решила использовать карбонат кальция — по сути, мел — в качестве идеальной частицы, блокирующей свет. В отличие от сульфатов, которые могут привести к потере озона, карбонат кальция не особенно активен. Но поскольку он не существует естественным образом в стратосфере, модели его поведения неопределенны, говорит Кейт. «Модели основаны на предыдущих данных. И там, где эти предыдущие данные скудны, важно провести множество экспериментов, как в лаборатории, так и в полевых условиях», — говорит он.

Когда команда будет готова к своему первому исследовательскому полету, который будет зависеть от характеристик испытательного полета, воздушный шар SCoPEx выпустит до 2 килограммов карбоната кальция в стратосферу и вернется назад, чтобы наблюдать за образовавшимся шлейфом. Предыдущие расчеты Кейта показали, что частицы могут помочь пополнить озоновый слой, вступая в реакцию с молекулами, разрушающими озон. Но теперь лабораторные эксперименты команды Гарварда, недавно опубликованные в журнале Communications Earth & Environment, показали, что это соединение относительно инертно по отношению к этому химическому составу — тем не менее, на шаг впереди озоноразрушающих сульфатов.

Однако эта лабораторная работа затрагивает лишь самую малую часть того, как карбонат кальция будет вести себя в стратосфере», — говорит Даниэль Чичо, химик по атмосфере из Университета Пердью, который скептически относится к SCoPEx. «Это самый простой старт по основному материалу, который они предложили», — говорит он. По его словам, даже если он не разрушает озон, карбонат кальция будет реагировать с другими газами и частицами в стратосфере, изменяя его состав и потенциально создавая облака в нижних слоях атмосферы, которые могут охладить или согреть планету. Он добавляет, что гораздо больше о последующих реакциях с измененным карбонатом кальция следует изучить в лаборатории без каких-либо выбросов в атмосферу.

«Планка для преднамеренного выброса частиц в атмосферу должна быть высокой, даже если это жалкие гроши по сравнению с аэрозолями, выбрасываемыми одним полетом самолета», — говорит Алан Робок, климатолог и разработчик геоинженерных моделей из Университета Рутгерса, Нью-Брансуик. «Единственная причина сделать это — если у нас есть научные вопросы, на которые невозможно ответить в помещении». По словам Чичо, десятилетия назад лабораторных работ было достаточно, чтобы выяснить сложный химический состав, разрушающий озоновую дыру. «Никто, занимающийся разрушением озонового слоя, не чувствовал, что им нужно попасть в стратосферу и вызвать химические реакции». Он спрашивает, что такое SCoPEx?