В прошлом году одним осенним днем инженер Арман Нойкерманс (Armand Neukermans) – высокий мужчина с густыми коротко стриженными седыми волосами – включил шумный насос, стоящий в дальнем углу лаборатории в городе Саннивейл (Sunnyvale) (центр Кремниевой долины, в котором расположены главные офисы и штаб-квартиры крупных научно-коммерческих компаний – прим. перев.). Через несколько мгновений из маленького распылителя появилась мелкие капли тумана – дымка из соленой воды, образованная под воздействием высокого давления и температуры.
На туман это было не очень похоже. Но этот на первый взгляд простейший пар способен дарить большие надежды и внушать сильный страх. Если бы исследовательская группа Нойкерманса смогла как следует отрегулировать механизм, который распылял бы в небо частицы соли оптимального размера и в нужном количестве, ученые смогли бы создавать в небе над береговой линией облака, обладающие большей отражательной способностью.
И это позволит надеяться на то, что с помощью таких облаков человечество сможет отсылать обратно в космос тепловую и световую энергию, используя облака в качестве экранов, препятствующих изменения климата.
Опасение, во всяком случае, то, которое высказывают чаще других, связано с тем, что такое вмешательство в характеристики атмосферы может спровоцировать опасные побочные действия.
«Десять лет назад люди назвали бы эту затею бредовой, - говорит Нойкерманс. – Но если глобальное потепление на самом деле примет катастрофические масштабы, такие меры позволили бы нам выиграть время».
В том, что на планете происходит потепление, сейчас уже никто не сомневается. Происходит таяние ледников, поднимается уровень воды в океанах, учащаются такие экстремальные климатические явления, как засухи, наводнения и смерчи.
И даже если властям удастся существенно сократить возможные выбросы в атмосферу продуктов сгорания углеводородного топлива – углекислого газа и других газов, вызывающих парниковый эффект, которые, по мнению ученых-климатологов, являются причиной потепления климата, то те сотни тысяч мегатонн, которые человечество уже выбросило в атмосферу, по всей видимости, уже сделали свое дело. Их последствия уже меняют и еще изменят жизнь на земле.
Нойкерманс и его коллеги входят в состав неофициальной группы ученых, техников, конструкторов и инженеров, работающих в районе Залива Сан-Франциско, которые приступили к крупномасштабной работе по подготовке к глобальному потеплению. Они апробируют нестандартные методы решения проблемы последствий потепления, которые могли бы либо помочь приспособиться к этим последствиям, либо предотвратить возможность того, что они выйдут из-под контроля.
Пока еще не ясно, окажутся ли эти методы эффективными, или же просто следует искать финансирование и свернуть разработки. Все рассматриваемые методы, несомненно, будут затратными и потребуют неоднозначных решений.
Однако на карту поставлено многое. Потепление и повышение уровня воды в океанах угрожают жилищам, среде обитания человека, предприятиям и инфраструктуре.
Компенсация риска и польза
Теория «отбеливания облаков» появилась 22 лет назад, когда британский физик Джон Лэтэм (John Latham) впервые представил ее в журнале «Nature» в статье, на которую почти никто не обратил внимания.
Но по мере возрастания угрозы глобального потепления эта теория, равно как и другие «геоинженерные» концепции, перешли из разряда научных фантазий и чудачеств в число центральных тем научных дискуссий. Геоинженерия - это целый комплекс мер и воздействий, с помощью которых можно будет удалять парниковые газы из атмосферы либо отражать обратно в атмосферу тепловую энергию. К ним, помимо прочих, относятся такие меры, как окраска крыш в белый цвет (создание так называемых «прохладных крыш» для отражения солнечного излучения – прим. перев.), а также использование такого неоднозначного метода, как распрыскивание аэрозолей двуокиси серы в стратосфере (для уменьшения проникающей способности солнечного света через атмосферу – прим. перев.)
Главная идея, лежащая в основе отбеливания облаков, заключается в том, чтобы оснастить суда механизмами вроде тех, над созданием которых работает группа Нойкерманса, и направить их на облака, которые сравнительно низко нависают над западными побережьями континентов. Вероятно, для этого потребуются сотни, если не тысячи судов.
Немногие хотели бы вмешиваться и подправлять такую сложную, чувствительную и связанную с другими факторами систему, как климат. Однако многие ученые обеспокоены тем, что страны попросту не смогут в достаточной мере сократить выбросы продуктов горения в атмосферу, что позволило бы предотвратить глобальное потепление, связанное с гуманитарными и экологическими катастрофами.
«Если мы будем вынуждены вмешаться, то исследования необходимо проводить уже сейчас, поскольку эти замыслы чрезвычайно сложные и крайне рискованные», - говорит Джейн Лонг (Jane Long), в прошлом - помощник руководителя Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory). – Надеюсь, нам никогда не придется вмешиваться, но я считаю, что безответственно не понять как можно больше на случай, если это может понадобиться».
Однако, по утверждению критиков, ученые говорят о вмешательстве в систему, которую не до конца понимают. Оппоненты говорят, что изменение облаков может повлиять на характер распределения осадков, и последствия этого могут быть катастрофическими.
«Каков бы ни был масштаб этих воздействий на облака, все они приведут к другим климатическим изменениям, но саму проблему при этом не решат», - считает Керт Дейвис (Kert Davies), руководитель научно-исследовательского отдела природоохранной организации «Гринпис». Он убежден, что вместо этого необходимо направлять научные усилия и материальные средства на создание экологически чистых технологий.
«Геоинженерия – это как принимать аспирин от боли, не зная, чем она вызвана».
Проект на общественных началах
72-летний Нойкерманс приехал из Бельгии и является автором целого ряда изобретений. Он согласен с тем, что самым лучшим средством предотвращения глобального потепления может стать сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов.
Отбеливание облаков «никак не может служить заменой других мер, которые следует принять», - считает он. – Необходимо сократить до минимума выбросы углекислого газа, и нужно сделать это как можно скорее».
Однако этого попросту не происходит, даже при том, что ученые прогнозируют повышение температуры в этом столетии более чем на 2 градуса Цельсия. А ведь это тот предел, превышение которого большинство ученых-климатологов оценивают как переход в зону явной опасности. Именно по этой причине Нойкерманс и его коллеги считают, что они обязаны поторопиться со своими разработками.
Нойкерманс приехал в США в 1964 году. За сорок лет работы в компаниях «General Electric», «Hewlett-Packard», «Xerox» и других, он запатентовал более 75 изобретений. В 1997 году он основал компанию «Xros» по производству оптических переключателей, которые в то время позволили осуществить заветную цель телекоммуникации: в них использовались микроскопические зеркала, с помощью которых данные перемещались через переключатели в волоконно-оптической сети без преобразования световых импульсов в электрические сигналы. В 2000 году фирму приобрела компания «Nortel Networks» в обмен на акции на сумму 3,25 миллиарда долларов.
После выхода на пенсию Нойкерманс посвящает все свое время и тратит свои средства на некоторые социальные и экологические проекты, в том числе и на такие, как разработка технологии обнаружения противопехотных мин или разработка недорогих протезов для малообеспеченных людей.
Он занялся проблемой отбеливания облаков в 2010 году, и для ее решения набрал группу, состоящую, в основном, из бывших коллег. Это произошло после того, как финансируемый Биллом Гейтсом фонд исследований и инноваций в области климатологии «Fund for Innovative Climate and Energy Research» выделил деньги на проведение первоначального анализа целесообразности и перспективности проекта.
«К моей радости, он счел проект более-менее целесообразным», - рассказывает Кен Калдейра (Ken Caldeira), известный климатолог из института Карнеги при Стэнфордском университете и соуправляющий фонда.
И пока группа работает над созданием действующего опытного образца, Нойкерманс оплачивает все расходы из собственного кармана, а группа работает на общественных началах.
Команда из пяти человек состоит из признанных представителей старой гвардии из числа бывших работников Кремниевой долины. Большинству из них по 60-70 лет. Они в шутку называют себя «белыми краями тучи» (выражение взято из английского аналога пословицы «Нет худа без добра», который буквально звучит «У каждой тучи есть серебряный (белый) край» - прим. перев.)
Но при этом их можно назвать корифеями, за плечами у которых коллективный стаж работы в 250 лет и наработки в виде 130 патентов. В составе группы работают Ли Гэлбрейт (Lee Galbraith), изобретатель принципиально нового прибора для проверки полупроводников, и Джек Фостер (Jack Foster), один из первых специалистов по лазерной технике, который принимал участие в изобретении контрольных сканеров.
Впереди – испытания
Вполне очевидно, что отбеливание облаков возможно. Спутники обнаружили на облаках над морской акваторией «следы работы судов» или белые линии, которые образовались случайно, когда суда вместе с выхлопом выпускали в атмосферу частицы морской воды. Неизвестно, смогут ли люди сделать то же самое целенаправленно и в больших масштабах, достаточных, чтобы получить заметный результат, но при этом не повлиять на погодные условия где-нибудь в другом месте.
Ученые метеослужбы при Центре Хэдли (Met Office Hadley Centre) в Великобритании проводят моделирование отбеливания облаков на больших площадях и наблюдают резкое сокращение количества дождей в Южной Америке, что катастрофически сказывается на состоянии влажных лесов в районе реки Амазонки.
Калдейра проводил свою собственную серию моделирования облаков над акваторией океана и обнаружил, что количество осадков над морской акваторией будет уменьшаться, а над сушей увеличиваться. До этого физик Лэтэм, работающий сейчас в Национальном центре атмосферных исследований (National Center for Atmospheric Research) в городе Боулдер (Boulder), штат Колорадо, проверил на практике модели, созданные в метеослужбе, и обнаружил, что возможное влияние на состояние бассейна Амазонки можно свести до минимума, если изменить место проведения и масштабы отбеливания облаков.
В этих противоречивых результатах не учитывается некоторая неопределенность в отношении всех последствий, отчасти из-за сложности моделирования поведения облаков. Поэтому по мере того, как ученые приближаются к разработке механизмов отбеливания облаков, возникает очень важный вопрос: какими стандартами следует руководствоваться, прежде чем кто-нибудь испытает этот метод в реальных условиях?
В сентябре прошлого года Лэтэм вместе с другими учеными выступили с обращением, в котором они призвали коллег ограничить эксплуатационные испытания, когда технология распыления будет разработана окончательно.
Они особо подчеркнули тот факт, что во избежание какого-либо неблагоприятного воздействия на экосистему испытания должны быть тщательно продуманы и организованы, кроме того, проводить эти испытания следует «открыто и объективно». Необходимо обеспечить проведение консультаций между научной организацией и потенциально заинтересованной стороной или участником проекта.
Вопросы и опасения
Можно ли предотвратить какие-либо нежелательные атмосферные последствия, связанные с проведением таких испытаний? Существует ли возможность достижения единодушного мнения по этим вопросам между всеми задействованными сторонами?
Уил Бернс (Wil Burns) не уверен.
Руководитель программы по энергетической политике и изучению климата, разработанной в Университете Джона Хопкнса (Johns Hopkins University) признается, что в вопросе отбеливания облаков является «безнадежным скептиком». Даже если этот метод окажется эффективным, он не уверен, что ученым удастся без труда выявить и взять под контроль какие-либо непредвиденные последствия.
Кроме того, существует болезненный вопрос социальной справедливости. Отбеливание облаков может вызвать снижение температуры на планете в среднем, а что если оно приведет к гибели лесов в Южной Америке или повлияет на характер выпадения муссонных дождей в Азии? И если климат планеты станет лучше в среднем – особенно в развитых странах с умеренным климатом – можно ли допустить, чтобы при этом пострадали отдельные страны?
И если оставить эти проблемы без внимания, Бернс обеспокоен тем, что политики, руководство энергетических компаний и потребители не смогут относиться к предлагаемым технологиям в соответствии с ожиданиями ученых, которые считают отбеливание облаков крайней мерой. Он опасается, что эти технологии, скорее будут использоваться в качестве оправдания для того, чтобы и дальше загрязнять атмосферу вредными выбросами.
И даже если геоинженерные технологии поначалу окажутся эффективными, ученые, возможно, столкнутся с катастрофическими последствиями, которые проявятся по прошествии времени и, спустя несколько лет или десятилетий вынудят их свернуть свои исследования и прекратить свою деятельность.
«Если свернуть эти работы (по отбеливанию облаков), произойдет своеобразный углеродный удар, и температура повысится в 10-30 раз по сравнению с прежним уровнем, т.е. до прекращения действий по изменению климата», - считает Бернс. – И тогда произойдет катастрофа».
Калдейра, наоборот, утверждает, что если отбеливание облаков проводить в ограниченных масштабах, то отдаленные последствия, скорее всего, будут минимальными. При этом он подчеркивает, что любые нежелательные последствия начнут проявляться уже в течение несколько недель после прекращения отбеливания. Однако и он считает, что, по всей видимости, проводить испытания в реальных условиях еще рано. Слишком поспешные действия могут лишь усилить скептическое отношение к проекту, что негативно скажется на перспективах в этой области.
«На мой взгляд, было бы благоразумным повременить с эксплуатационными испытаниями в реальных условиях, и, главным образом, потому, что я опасаюсь отрицательных последствий».
Как подчеркивает Лонг и другие ученые, по крайней мере, эксплуатационные испытания в реальных условиях должны проводиться такими организациями, как Национальный научный фонд (National Science Foundation) под жестким контролем и с участием представителей государственных служб.
Мыслить на перспективу
По мнению Калдейры, пока геоинженерные технологии не будут признаны и приняты на государственном уровне, мир, возможно, будет с трудом переносить жару в буквальном смысле этого слова. Не исключено, что можно будет наблюдать такие явления, как массовый голод или миграция миллионов климатических беженцев.
Правда, к тому времени станет сложнее проводить беспристрастные исследования на основе наблюдений и обмена мнениями. Поэтому многие склонны ускорить исследования, поскольку боятся, чтобы не было слишком поздно.
«Нам просто хотелось бы проверить на практике те идеи, над которыми мы работаем, - говорит Лэтэм. – А потом, если все сложится, как надо, и они окажутся эффективными, мы уберем эти идеи на полку».
Несмотря на появившиеся сообщения о том, что Нойкерманс с коллегами намерены провести испытания своего метода в реальных условиях, ученые настойчиво опровергают эти слухи. Если им удастся создать настоящие опытные образцы, они собираются передать их ученым, работающим в научных или государственных учреждениях. Их вполне устроит, если внедрением и обсуждением (их изобретения) займутся другие, а сами они будут делать то, что положено делать инженерам – решать стоящие перед ними запутанные технические головоломки.
Но есть и еще кое-что, что движет Нойкермансом, у которого четверо детей и восемь внуков. Посвятив всю свою жизнь изобретениям и разменяв восьмой десяток, он хотел бы применить свой талант и сделать еще одно изобретение – такое, которое стало бы по-настоящему важным.
«Все мы должны думать о будущем поколении, - считает он. - Надеюсь, нам не придется применять нашу технологию, но уж если такая необходимость возникнет, мы сделаем все – и значение нашей работы будут настолько велико, что и представить невозможно».
