행성 규모의 DIY
대륙 규모의 산림 조성부터 인공 강우 유도에 이르기까지 과학자들은 지구를 근본적으로 변화시키기 위한 대규모 지구공학 프로젝트를 제안하고, 테스트하고, 어떤 경우에는 구현하기 시작했습니다(1). 이러한 프로젝트는 사막화, 가뭄 또는 대기 중 이산화탄소 과잉과 같은 세계적인 문제를 해결하기 위해 고안되었지만 그 자체로 매우 문제가 많습니다.
지구 온난화의 영향을 되돌릴 수 있는 최신 환상적인 아이디어 우리 행성을 밀어낸다 태양에서 더 먼 궤도로. 최근 중국 공상과학영화 <유랑지구(The Wandering Earth)>에서 인류는 팽창을 피하기 위해 거대한 추진기를 사용해 지구의 궤도를 바꾼다(2).
이런 일이 가능합니까? 전문가들이 계산을 수행했는데 그 결과는 다소 놀랍습니다. 예를 들어 SpaceX의 Falcon Heavy 로켓 엔진을 사용한다면 지구를 화성 궤도에 진입시키는 데 최대 출력으로 300억 번의 "불"이 필요한 반면, 지구 물질의 대부분은 건설과 전력에 사용됩니다. 이것. 약간 더 효율적인 것은 지구 주위의 궤도에 배치되고 어떻게든 행성에 부착된 이온 엔진이 될 것입니다. 아마도 지구 질량의 13%를 사용하여 나머지 87%를 다른 궤도로 이동시킬 것입니다. 어쩌면? 그것은 지구 직경의 거의 XNUMX배가 되어야 하고, 화성 궤도까지의 여행은 여전히... XNUMX억년이 걸릴 것입니다.
2. 영화 '방황하는 지구' 스틸컷
따라서 지구를 더 차가운 궤도로 '밀어넣는' 프로젝트는 앞으로 무기한 연기되어야 할 것으로 보인다. 대신 이미 여러 곳에서 진행 중인 프로젝트 중 하나가 녹색 장벽 건설 행성의 넓은 표면에. 그들은 자생 식물로 구성되어 있으며 더 이상의 사막화를 막기 위해 사막 가장자리에 심습니다. 가장 큰 두 개의 벽은 4500km에 걸쳐 펼쳐진 고비사막을 막으려는 중국에서 영어 이름으로 알려져 있으며, 거대한 녹색 벽 아프리카 (3), 사하라 국경에서 최대 8km.
3. 아프리카 사하라 사막 봉쇄
그러나 가장 낙관적인 추정에 따르면 필요한 양의 CO2를 중화하여 지구 온난화의 영향을 억제하려면 최소 XNUMX억 헥타르의 추가 숲이 필요합니다. 이는 캐나다 크기의 면적이다.
포츠담 기후 연구소(Potsdam Institute for Climate Research)의 과학자들에 따르면, 나무 심기는 기후에 미치는 영향이 제한적이며 그것이 효과적인지 여부에 대한 불확실성을 높입니다. 지구공학 애호가들은 보다 급진적인 방법을 찾고 있습니다.
회색으로 태양을 차단하다
수년 전에 제안된 기술 고황 화합물을 대기 중으로 분산, 약어로도 알려져 있음 SRM (태양 복사 관리)는 이러한 물질을 성층권으로 방출하는 대규모 화산 폭발 중에 발생하는 조건을 재현합니다(4). 이는 무엇보다도 구름의 형성과 지구 표면에 도달하는 태양 복사의 감소에 기여합니다. 예를 들어 과학자들은 그것이 훌륭하다는 것을 증명했습니다. 피나투보 1991년 필리핀에서는 지구 온도가 최소 0,5년 동안 약 XNUMX°C 하락했습니다.
4. 유황 에어로졸의 영향
실제로 수십 년 동안 막대한 양의 이산화황을 오염물질로 배출해 온 우리 산업은 오랫동안 햇빛 투과율을 줄이는 데 기여해 왔습니다. 열 균형에 있는 이러한 오염 물질은 평방 미터당 지구에 약 0,4와트의 "안심"을 제공하는 것으로 추정됩니다. 그러나 이산화탄소와 황산으로 인해 발생하는 오염은 영구적이지 않습니다.
이러한 물질은 성층권으로 올라가서 영구적인 반태양막을 형성할 수 없습니다. 연구자들에 따르면, 지구 대기의 농도가 미치는 영향의 균형을 맞추려면 적어도 5만 톤 이상이 성층권으로 펌핑되어야 합니다.2 그리고 다른 물질. 매사추세츠에 있는 Aurora Flight Sciences의 Justin McClellan과 같은 이 방법의 지지자들은 그러한 작업에 드는 비용이 연간 약 10억 달러가 될 것이라고 추정합니다. 이는 상당한 금액이지만 인류를 영원히 파괴하기에는 충분하지 않습니다.
불행히도 유황 방법에는 또 다른 단점이 있습니다. 냉각은 따뜻한 지역에서 잘 작동합니다. 기둥 지역에서는 거의 없습니다. 따라서 짐작할 수 있듯이 얼음이 녹고 해수면이 상승하는 과정은 이런 식으로 멈출 수 없으며 저지대 해안 지역의 홍수로 인한 손실 문제는 실질적인 위협으로 남을 것입니다.
최근 하버드 과학자들은 약 20km 고도에서 미량의 에어로졸을 유입시키는 실험을 수행했는데, 이는 지구의 성층권에 큰 영향을 미치기에는 충분하지 않습니다. 그것들(SCoPEx)은 풍선을 사용하여 수행되었습니다. 에어로졸에는 i.i. 햇빛을 반사하는 안개를 생성하는 황산염. 이것은 지구상에서 놀라울 정도로 많은 수의 제한된 규모의 지구공학 프로젝트 중 하나입니다.
우주 우산과 지구의 알베도 증가
이 유형의 다른 프로젝트 중에서 이 아이디어가 주목을 받고 있습니다. 거대한 우산 발사 우주로. 이것은 지구에 도달하는 태양 복사의 양을 제한합니다. 이 아이디어는 수십 년 동안 존재해 왔지만 현재 창의적인 개발 단계에 있습니다.
2018년에 Aerospace Technology and Management 저널에 게재된 기사에서는 저자가 프로젝트라고 부르는 것을 설명합니다. 지구, 달, 태양 사이의 복잡한 중력 상호 작용 시스템에서 상대적으로 안정적인 지점인 라그랑주 지점에 얇고 넓은 탄소 섬유 리본을 배치할 계획입니다. 잎은 태양 복사의 작은 부분만을 차단하지만 이는 국제 기후 패널이 설정한 1,5°C 제한 아래로 지구 온도를 낮추는 데 충분할 수 있습니다.
그들은 다소 비슷한 생각을 제시합니다. 대형 공간 거울. 그들은 1년대 초 캘리포니아에 있는 로렌스 리버모어 국립연구소의 천체물리학자 로웰 우드(Lowell Wood)에 의해 제안되었습니다. 개념이 효과적이려면 반사가 햇빛의 최소 1,6%에 해당해야 하며 거울의 면적은 XNUMX백만 km²에 달해야 합니다.2.
다른 사람들은 다음과 같이 알려진 과정을 자극하여 태양을 차단하기를 원합니다. 구름 씨 뿌리기. 물방울을 생성하려면 "씨앗"이 필요합니다. 자연적으로 물방울은 먼지, 꽃가루, 바다 소금, 심지어 박테리아 입자 주위에 형성됩니다. 이를 위해 요오드화은이나 드라이아이스와 같은 화학물질을 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이는 이미 알려져 있고 사용되는 방법에서 발생할 수 있습니다. 밝게 빛나는 구름, 1990년 물리학자 John Latham이 제안한 것입니다. 시애틀 워싱턴 대학교의 바다 구름 번개 프로젝트(Sea Cloud Lightning Project)는 바다 위의 구름에 바닷물을 뿌려 미백 효과를 얻을 것을 제안합니다.
기타 주목할만한 제안 지구의 알베도 증가 (즉, 입사 방사선에 대한 반사 비율)은 집을 흰색으로 칠하고, 다채로운 식물을 심고, 사막에 반사 시트를 깔는 데에도 유용합니다.
우리는 최근 MT의 지구공학 무기고에 포함된 흡수 기술을 설명했습니다. 일반적으로 글로벌 규모는 아니지만 그 수가 증가하면 결과가 글로벌화될 수 있습니다. 그러나 지구공학이라는 이름에 걸맞은 방법을 찾는 작업이 진행 중입니다. CO 제거2 어떤 사람들에 따르면 대기로부터 통과할 수도 있습니다. 바다에 씨를 뿌리다결국 이는 지구상의 주요 탄소 흡수원 중 하나이며 CO의 약 30% 감소를 담당합니다.2. 효율성을 높이는 것이 아이디어입니다.
가장 중요한 두 가지 방법은 철과 칼슘으로 바다를 비옥하게 만드는 것입니다. 이는 대기로부터 이산화탄소를 빨아들여 바닥에 침전시키는 식물성 플랑크톤의 성장을 자극합니다. 칼슘 화합물을 추가하면 CO와 반응이 발생합니다.2 이미 바다에 용해되어 중탄산염 이온이 형성되어 바다의 산성도가 감소하고 더 많은 CO를 흡수하기 쉬워집니다.2.
엑슨 마구간의 아이디어
지구공학 연구에 가장 큰 자금을 지원하는 기관은 Heartland Institute, Hoover Institution 및 American Enterprise Institute이며 모두 석유 및 가스 산업에 종사하고 있습니다. 따라서 지구 공학의 개념은 이산화탄소 배출 감소 옹호자들에 의해 종종 비판을 받고 있으며, 이는 문제의 본질에서 주의를 산만하게 한다고 생각합니다. 게다가 배출을 줄이지 않고 지구공학을 사용하면 인류는 실제 문제를 해결하지 못한 채 이러한 방법에 의존하게 됩니다..
석유회사인 엑슨모빌(ExxonMobil)은 90년대부터 개발된 대담한 글로벌 프로젝트로 유명합니다. 철로 바다를 비옥하게 하고 우주에 10조 달러 규모의 태양광 보호막을 구축하는 것 외에도 그녀는 밝은 층, 거품, 부유 플랫폼 또는 기타 "반사"를 수면에 적용하여 바다 표면을 하얗게 만들 것을 제안했습니다. 또 다른 선택은 북극의 빙산을 낮은 위도로 견인하여 얼음의 백색도가 태양 광선을 반사하도록 하는 것이었습니다. 물론 엄청난 비용은 말할 것도 없고 해양 오염이 엄청나게 증가할 위험이 즉각 지적되었습니다.
엑슨 전문가들은 또한 대형 펌프를 사용하여 남극 해빙 아래에서 물을 이동시킨 다음 대기 중으로 분사하여 남극 동부 빙상에 눈이나 얼음 입자로 착륙할 것을 제안했습니다. 지지자들은 연간 0,3조 톤을 이런 식으로 펌핑하면 빙상에 XNUMX미터의 눈이 더 쌓일 것이라고 주장했지만 막대한 에너지 비용으로 인해 이 프로젝트는 다시는 언급되지 않았습니다.
엑슨 마구간의 또 다른 아이디어는 성층권에 있는 헬륨으로 채워진 알루미늄 풍선을 지구 표면 위로 최대 100km 높이에 배치하여 햇빛을 산란시키는 것입니다. 또한 북대서양과 같은 일부 주요 지역의 염도를 조절하여 세계 해양의 물 순환 속도를 높이는 것도 제안되었습니다. 물이 더 염분화되기 위해서는 그린란드 빙상이 보존되어 급속한 녹는 것을 막을 것이라고 믿었습니다. 그러나 북대서양 냉각의 부작용으로 인해 유럽이 냉각되어 인간이 생존하기가 더 어려워졌습니다. 사소한 일.
제공된 데이터 지구공학 모니터 - Biofuelwatch, ETC Group 및 Heinrich Boell Foundation의 공동 프로젝트 - 전 세계적으로 상당히 많은 지구 공학 프로젝트가 구현되었음을 보여줍니다(5). 지도에는 활성, 완료 및 포기가 표시됩니다. 이 활동에 대한 조정된 국제 관리가 아직 없는 것으로 보입니다. 엄밀히 말하면 지구공학이 아닙니다. 하드웨어와 비슷합니다.
5. map.geoengineeringmonitor.org 사이트에 따른 지구공학 프로젝트 지도
190개 이상의 프로젝트 중 대부분이 이미 구현되었습니다. 탄소 격리, 즉 탄소 포집 및 저장(CCS) 및 약 80 – 탄소 포집, 활용 및 저장 (, KUSS). 35개의 해양 시비 프로젝트와 20개 이상의 성층권 에어로졸 주입(SAI) 프로젝트가 있었습니다. Geoengineering Monitor 목록에는 클라우드 관련 활동도 있습니다. 기상 변화를 위해 가장 많은 수의 프로젝트가 만들어졌습니다. 데이터에 따르면 강우량 증가와 관련된 조치는 222개, 강우량 감소와 관련된 조치는 71개였습니다.
과학자들은 계속해서 논쟁을 벌이고 있다
전 세계적으로 기후, 대기 및 해양 현상의 발전을 주도하는 사람들의 열정은 항상 질문을 제기합니다. 우리는 두려움 없이 지구공학에 전념할 만큼 충분히 알고 있습니까? 예를 들어, 대규모 구름 씨뿌리기로 인해 물의 흐름이 바뀌고 동남아시아의 우기가 지연된다면 어떨까요? 벼농사는 어떻습니까? 예를 들어, 막대한 양의 철을 바다에 버려 칠레 해안의 어류 개체수가 멸종한다면 어떻게 될까요?
2012년 북미 브리티시컬럼비아 해안에서 처음 시행된 해양 환경 오염 방지 대책은 대규모 조류 번식이라는 부정적인 결과를 빠르게 초래했습니다. 이전에 2008년에 191개 UN 국가는 알려지지 않은 부작용, 먹이 사슬의 변형 가능성 또는 수역에 저산소 구역 생성을 우려하여 해양 시비 금지를 승인했습니다. 2018년 XNUMX월, XNUMX개 이상의 NGO는 지구공학을 "위험하고 불필요하며 부당하다"고 비난했습니다.
의학적 치료와 많은 약물의 경우와 마찬가지로 지구공학도 부작용이를 방지하기 위해서는 별도의 조치가 필요합니다. Brad Plumer가 Washington Post에서 언급했듯이 지구공학 프로젝트는 일단 시작되면 중단하기 어렵습니다. 예를 들어 반사 입자를 대기에 분사하는 것을 중단하면 지구는 매우 빠르게 따뜻해지기 시작합니다. 그리고 갑작스러운 것은 느린 것보다 훨씬 더 나쁩니다.
Journal of Geophysical Research에 발표된 최근 연구는 이를 명확하게 보여줍니다. 저자들은 처음으로 XNUMX개의 기후 모델을 사용하여 세계가 태양 지구공학을 사용하여 전 세계 이산화탄소 배출량의 연간 XNUMX% 증가를 상쇄할 경우 어떤 일이 일어날지 예측했습니다. 좋은 소식은 이 모델이 지구 온도를 안정화할 수 있다는 것입니다. 그러나 이것이 달성된 후 지구공학을 중단하면 치명적인 온도 급등이 발생할 것으로 보입니다.
전문가들은 또한 이산화황을 대기 중으로 배출하는 가장 인기 있는 지구공학 프로젝트가 일부 지역을 위험에 빠뜨릴 수 있다고 우려하고 있습니다. 그러한 행동을 지지하는 사람들은 반대합니다. 2019년 XNUMX월 Nature Climate Change 저널에 발표된 연구는 그러한 프로젝트의 부정적인 영향이 매우 제한적일 것이라고 확신합니다. 이번 연구의 공동 저자인 Prof. 공학 및 공공 정책 전문가인 하버드 대학의 데이비드 키스(David Keith)는 과학자들이 지구공학, 특히 태양광에만 손을 대서는 안 된다고 말합니다.
- - 그가 말했다. -
Keith의 논문은 과학자들이 기존 기술을 과대평가하고 있으며 지구공학 기술에 대한 그들의 낙관론이 온실가스 배출을 줄이려는 대중의 노력을 방해할 수 있다고 우려하는 사람들로부터 이미 비난을 받았습니다.
지구공학이 얼마나 실망스러울 수 있는지 보여주는 많은 연구가 있습니다. 1991년에 20메가톤의 이산화황이 대기권으로 방출되어 많은 양의 가시광선을 반사하는 황산염 층으로 행성 전체를 코팅했습니다. 지구는 섭씨 약 XNUMX도 정도 냉각되었습니다. 그러나 몇 년 안에 황산염이 대기에서 사라졌고 기후 변화는 예전의 우려스러운 과정으로 되돌아갔습니다.
흥미롭게도 피나투보 이후 조용하고 시원한 세상에서는 식물이 잘 자라는 것 같았습니다. 특히 숲. 한 연구에 따르면 1992년 화창한 날 매사추세츠 숲의 광합성이 폭발 이전에 비해 23% 증가한 것으로 나타났습니다. 이는 지구공학이 농업을 위협하지 않는다는 가설을 확증해주었다. 그러나 보다 상세한 연구에 따르면 화산 폭발 이후 전 세계 옥수수 수확량은 9,3%, 밀, 대두, 쌀 수확량은 4,8% 감소한 것으로 나타났습니다.
그리고 이것은 지구의 지구 냉각 지지자들을 냉각시켜야 합니다.
