Океанская «антацидная» терапия: может ли добавление щелочи в море замедлить глобальное потепление?

В прошлом августе в залив Мэн было закачано 65 000 литров ярко-красных химикатов — и это не было огромной промышленной катастрофой.

Напротив, это был противоречивый геоинженерный эксперимент, который, по утверждению ученых, может помочь замедлить глобальное потепление.

Океаны уже содержат около 38 000 миллиардов тонн CO2, запертого в виде растворенного бикарбоната натрия, или пищевой соды.

Метод геоинженерии, известный как увеличение щелочности океана (Ocean Alkalinity Enhancement — OAE), направлен на ускорение этого естественного процесса путем изменения pH океана.

В течение четырех дней ученые добавляли огромные количества гидроксида натрия — щелочного химиката, помеченного красным красителем, — в воды у побережья Бостона.

Повышение щелочности океана должно побудить его поглощать еще больше CO2 из атмосферы.

Однако критики предупреждают, что потенциальные последствия для морской флоры и фауны остаются неопределенными.

Гарет Каннингем, директор по охране природы и политике Общества охраны морской среды, заявил Daily Mail: «Эти подходы требуют больших ресурсов, а их экологическое воздействие все еще плохо изучено».

Ученые вылили 65 000 литров гидроксида натрия в залив Мэн в рамках противоречивого геоинженерного эксперимента, который может остановить изменение климата

На протяжении многих лет ученые предлагали OAE как одно из ведущих потенциальных решений проблемы изменения климата.

Теоретически этот новый подход может решить две проблемы одновременно: заблокировать избыточный CO2 из атмосферы и устранить растущую кислотность океанов.

Без «антацида», такого как гидроксид натрия, для реакции, CO2, растворяясь в океанах, образует слабую кислоту, которая медленно, но верно снижает уровень pH.

Это уже оказывает катастрофическое воздействие на морскую жизнь, поскольку кислота растворяет панцири морских существ, повреждает кораллы и даже разрушает зубы акул.

Проект LOC-NESS (Locking Ocean Carbon in the Northeast Shelf and Slope) — первый крупномасштабный эксперимент по проверке воздействия OAE в условиях открытой воды.

Получив одобрение Агентства по охране окружающей среды США и взаимодействуя с местными рыбаками, ученые из Океанографического института Вудс-Хоул вылили щелочные химикаты в океан в 50 милях (80 км) от побережья Массачусетса.

Затем они использовали передовые технологии, включая автономные планеры, дальнобойные автономные подводные аппараты и корабельные датчики, чтобы отслеживать распространение химикатов.

В течение следующих нескольких дней ученые зафиксировали поступление в воду 10 тонн углерода по мере повышения pH с 7,95 до 8,3 — уровня, соответствующего доиндустриальному.

Метод геоинженерии, известный как увеличение щелочности океана (OAE), добавляет в океан щелочные химикаты, чтобы он мог поглощать больше CO2 в форме растворенного бикарбоната натрия, или пищевой соды.

Почему увеличение щелочности океана вызывает споры?

Одна из главных причин, по которой критикам не нравится увеличение щелочности океана (OAE), как и другие геоинженерные проекты, заключается в том, что они не решают проблему изменения климата.

Если мы продолжим увеличивать выбросы, ученым придется добавлять в воду все больше и больше щелочных химикатов каждый год.

При растворении они будут образовывать минеральные остатки и остатки тяжелых металлов, что может повлиять на морскую жизнь.

Слишком сильное повышение щелочности океана в погоне за поглощением CO2 также может повлиять на чувствительные морские травы, которые играют ключевую роль в биоразнообразии.

Многие критики утверждают, что последствия OAE в настоящее время слишком мало изучены, чтобы начинать инвестировать в крупномасштабные операции.

По самым оптимистичным оценкам исследователей, гидроксид натрия поглотит около 50 тонн углерода в течение следующего года, что эквивалентно среднегодовым выбросам пяти граждан Великобритании.

Ведущий исследователь Адам Субхас из Океанографического института Вудс-Хоул говорит: «Эти первые результаты демонстрируют, что небольшие развертывания OAE можно осуществлять, отслеживать и контролировать с высокой точностью. Нам необходимы независимые, прозрачные исследования, чтобы определить, какие решения могут сработать».

Исследование также показало, что гидроксид натрия не оказал негативного воздействия на планктон, рыб и личинок омаров, но воздействие на взрослых рыб не оценивалось.

Этот район популярен для ловли омаров, трески и пикши, поэтому любое потенциальное воздействие на дикую природу будет тщательно изучаться.

Рэйчел Дэвитт, аспирантка Университета Рутгерса, которая помогала руководить экологической оценкой, говорит: «Основываясь на данных о биологическом и экологическом воздействии, которые мы собрали и проанализировали на данный момент, полевые испытания LOC-NESS не оказали значительного влияния на биологическое сообщество, используя те метрики, которые мы измеряли».

Хотя это первое крупное испытание OAE как средства удаления углерода, подобные методы успешно использовались в прошлом для корректировки pH водоемов.

Наиболее примечательно то, что в 1980-х годах в скандинавские реки, страдающие от сокращения поголовья рыбы из-за кислотных дождей, в больших количествах добавляли щелочную известь, что привело к возвращению местного лосося в реку Этран в Швеции.

Однако этот противоречивый геоинженерный метод не обходится без критиков.

Самый большой источник споров проистекает из того факта, что влияние на морскую флору и фауну до сих пор в значительной степени неизвестно.

Чтобы масштабировать OAE до уровня, на котором он сможет сократить промышленные выбросы CO2, в океаны необходимо будет сбрасывать миллиарды тонн гидроксида натрия каждый год.

Кроме того, правозащитные группы предупреждают, что корректировка pH океана на самом деле не устраняет источник проблемы, которым являются огромные количества CO2, ежегодно добавляемые в атмосферу.

Г-н Каннингем говорит: «Увеличение щелочности океана — это временное решение, которое не затрагивает поведение, ведущее к изменению климата и закислению океана. Восстановление естественных мест обитания, таких как морские травы и рифы моллюсков, предлагает более устойчивое решение, помогая буферизовать закисление, одновременно улучшая качество воды, защищая береговые линии и поддерживая морскую жизнь — именно это мы и делаем в рамках нашей Атлантической прибрежной программы здесь, в Великобритании».

Недавние исследования предупредили, что чрезмерное увеличение щелочности может повлиять на рост, метаболизм и биоразнообразие видов. Кроме того, при растворении щелочных веществ высвобождаются микроэлементы и металлы, которые могут накапливаться в океанах и создавать экологический риск.

Это ставит нас перед классической дилеммой технологии и природы: можем ли мы позволить себе не пробовать потенциально опасные, но многообещающие методы, когда климатический кризис настолько остр? Или же спешка с внедрением непроверенных технологий может нанести непоправимый ущерб экосистемам, от которых мы зависим?

Эксперимент LOC-NESS — это важный шаг к получению данных, но он лишь подчеркивает, как мало мы на самом деле знаем о сложной химии океана. Тот факт, что немедленной гибели личинок омаров не произошло, безусловно, обнадеживает, но долгосрочные последствия накопления металлов и изменения химического состава воды для пищевых цепочек остаются «черным ящиком».

Сторонники OAE утверждают, что у нас просто нет времени на идеальные решения. Выбросы продолжают расти, океан закисляется с беспрецедентной скоростью, и нам нужны инструменты, чтобы «лечить» планету здесь и сейчас. Они сравнивают это с химиотерапией: это тяжело для организма, но иногда это единственный способ победить болезнь.

Критики же парируют, что геоинженерия создает опасный моральный риск. Если мы уверуем в существование «технической кнопки», которая починит климат, у правительств и корпораций пропадет стимул сокращать выбросы у источника — сжигать меньше ископаемого топлива. Зачем отказываться от прибыли сегодня, если можно просто подсыпать щелочи в океан завтра?

Каковы побочные эффекты геоинженерных стратегий?

Ученые предложили всевозможные решения для борьбы с изменением климата, включая ряд противоречивых геоинженерных стратегий.

Среди многих из них:

• Лесовосстановление: Эта техника предполагает орошение пустынь, например, в Австралии и Северной Африке, для посадки миллионов деревьев, которые могли бы поглощать углекислый газ.

  • Недостаток: Эта растительность также будет поглощать солнечный свет, который пустыни в настоящее время отражают обратно в космос, и, таким образом, способствовать глобальному потеплению.

• Искусственный апвеллинг (подъем глубинных вод): Инженеры используют длинные трубы для перекачки холодной, богатой питательными веществами воды вверх, чтобы охладить поверхностные воды океана.

  • Недостаток: Если этот процесс остановится, это может привести к перебалансировке тепловых уровней океанов и быстрому изменению климата.

• Ощелачивание океана: Подразумевает добавление извести в океан для химического увеличения поглощения углекислого газа.

  • Недостаток: Исследования показывают, что это мало поможет в снижении глобальных температур.

• Удобрение океана железом: Метод заключается в сбросе железа в океаны для улучшения роста фотосинтезирующих организмов, которые могут поглощать углекислый газ.

  • Недостаток: Исследования показывают, что это мало поможет в снижении глобальных температур.

• Управление солнечной радиацией: Этот метод уменьшил бы количество солнечного света, получаемого Землей, путем распыления отражающих сульфатных аэрозолей в атмосферу.

В конечном счете, история с красным красителем в заливе Мэн — это не просто научный эксперимент. Это лакмусовая бумажка для нашего поколения: готовы ли мы взять на себя ответственность за геологическое управление планетой? И не станет ли наше вмешательство, призванное спасти природу, еще большей угрозой для нее? Ответ на этот вопрос определит будущее не только океанов, но и всей цивилизации.