Як штучно змінити погоду

Уявіть, що кліматична ситуація на нашій планеті погіршилася настільки, що одна країна вирішила порушити міжнародний протокол, щоб захистити своє населення. У художній літературі такий сценарій вже відбувся. Та чи можливо це у реальному житті?

Роман американського письменника Кіма Стенлі Робінсона "Міністерство майбутнього" 2020 року починається з того, що спека в Індії спричинила кліматичну катастрофу небаченого масштабу: від екстремальних температур загинули 20 мільйонів людей. Щоб не допустити повторення цієї жахливої ситуації, керівництво країни вирішує вдатися до рішучих дій - затьмарити Сонце.

День за днем протягом семи місяців флот індійських літаків випускає у стратосферу величезні клуби аерозолів. Звідти суміш діоксиду сірки та інших хімічних частинок повільно поширюється по північній півкулі і зрештою по всій планеті.

Ці частинки діють як величезна парасолька - відбивають сонячне світло назад у космос, імітуючи ефект вивержень вулканів. Небо стає білішим, заходи сонця червоніють, а планета охолоджується. Цей суперечливий крок у романі нехтує міжнародним правом і ризикує порушити мусонні дощі, але водночас знижує глобальну температуру на один градус протягом трьох років.

Згідно з уявним сценарієм Робінсона, застосування Індією в односторонньому порядку такої сонячної геоінженерії загалом має позитивні наслідки й виграє час для збільшення масштабів скорочення викидів. Але в реальному світі ідея про те, що таку технологію deus ex machina можна буде безпечно застосувати, залишається спірною та має багато ризиків.

Тож уявімо, що якась одна країна дійсно вирішила затьмарити Сонце - які екологічні та геополітичні наслідки це могло би мати? І чи взагалі можливо безпечно застосувати таку технологію?

У січні цього року понад 440 вчених підписали відкритий лист із закликом укласти угоду про невикористання сонячної геоінженерії, включно з невеликими експериментами на відкритому повітрі, як-от несанкціоноване випробування, яке провів стартап із Сан-Франциско в Мексиці на початку цього року.

Вони стверджують, що побічні ефекти таких дій є непередбачуваними, світова система управління "неспроможна" гарантувати справедливий і ефективний контроль, і що це може сприяти "нормалізації" такої технології як частини кліматичної політики. Такий охолоджувальний ефект може створити "моральну небезпеку", спонукавши до зменшення зусиль щодо скорочення викидів CO2, попереджають дослідники та громадські організації.

Такі занепокоєння наразі призвели до фактичного мораторію на застосування цих технологій, а заплановане польове випробування над Швецією скасували через протести.

"Коли ви в ямі - припиніть копати", - так Грета Тунберг висловила побоювання, що сонячна геоінженерія зміцнить світовий порядок, заснований на видобутку та експлуатації ресурсів.

"Кризу, спричинену браком поваги до природи, швидше за все, не вдасться розв'язати шляхом виведення цього браку поваги на наступний рівень", - додала вона.

Андреас Мальм, доцент кафедри екології Лундського університету в Швеції та автор книги "Як підірвати трубопровід", погоджується з цією думкою.

"Найгірший сценарій для розгортання геоінженерії, - каже він, - полягає в тому, що ви її застосовуєте, а потім у звичному режимі продовжуються інвестиції у викопне паливо та відповідну інфраструктуру - і викиди продовжують зростати". Доведеться продовжувати збільшувати кількість викидів аерозолів, стверджує він, що лише посилить ризики.

Як писав Мальм у 2021 році, у романі Робінсона одночасно з експериментом із сонячної геоінженерії відбувається глобальна збройна боротьба проти викопного палива. Мальм боїться, що без такого додаткового стимулу до декарбонізації, світ може спокуситися просто відкласти скорочення викидів. І цей страх він має й досі.

"Чим більше я читаю про це, тим більше переконуюсь, що ця технологія має такий величезний потенціал для шкоди та руйнування, що я не думаю, що я коли-небудь особисто буду її підтримувати чи захищати", - каже він.

Проте протягом трьох років після публікації роману Робінсона глобальні викиди продовжували зростати, погіршуючи усе - від безпрецедентної спеки до смертоносних повеней. Це літо в північній півкулі було найспекотнішим за всю історію спостережень, і у вересні температура у світі знову підскочила.

На тлі цих підйомів температури деякі дослідники припускають, що може існувати підстава для екстреної сонячної геоінженерії - на додаток до декарбонізації. У США минулого року Національна академія наук, інженерії та медицини рекомендувала національну дослідницьку програму з модифікації сонячного випромінювання (SRM) – ще одна назва цієї технології. Цього року Білий дім опублікував звіт, у якому досліджував, що може передбачати така федеральна дослідницька програма. Тим часом у приватному секторі американські технологічні гіганти і мільярдери також виділяють гроші на подальші дослідження.

У лютому цього року десятки вчених під проводом Сари Догерті, дослідниці атмосфери з Вашингтонського університету, опублікували альтернативний відкритий лист, у якому стверджували, що необхідно провести додаткові дослідження щодо цього питання. Також дедалі частіше звучать заклики до більш чіткого міжнародного консенсусу щодо застосування - чи заборони застосування - такої технології. Програма ООН з довкілля каже про "брак даних" про її можливий вплив, а ЄС закликав до міжнародних переговорів щодо її ризиків.

Водночас сам Робінсон, чий роман допоміг розпалити стільки дискусій, наголосив у розмові з BBC Future, що його книга не є планом дій. Проте він також вказав на необхідність вжити "надзвичайних заходів" для зменшення шкоди, спричиненої спалюванням вуглецю – від пошуку нових способів оплати декарбонізації до вивчення варіантів несонячної геоінженерії.

"Я заперечую проти того, щоб казати: "Ми не можемо намагатися щось виправити, тому що це спонукатиме пропагандистів викопного палива продовжувати щось ламати! Ми вже минули цей момент. Відчуття надзвичайної ситуації посилюється з кожним роком", - зазначив Робінсон.

Тож як це може виглядати в реальності?

Альтернативні методи сонячної геоінженерії зараз змагаються за місце в центрі уваги - від висвітлення хмар (введення аерозолів морської солі в низько розташовані хмари для збільшення їх відбивної здатності) до розрідження перистих хмар (введення льодяних ядер у високі хмари, щоб скоротити тривалість їхнього існування та дозволити більшому обсягу тепла виходити в космос).

Але найкраще вивченим варіантом залишається розпилення аерозолю сульфатів у стратосферу за допомогою літаків. Ця технологія може потенційно знизити температури з відносно невеликими фінансовими витратами. Згідно з оцінкою 2013 року, початкові витрати можна порівняти з "вартістю голлівудського блокбастера". За останніми підрахунками поточні витрати на використання такої технології становлять приблизно 18 мільярдів доларів на рік.

Водночас дослідження пропонують дещо інший технічний підхід, ніж у романі Робінсона, і вчені прогнозують набагато повільніше нарощування, розгортання та дію цієї технології в реальному житті.

Одне з дослідження передбачає, що якщо розпилення аерозолів у стратосферу розпочати приблизно в 2030 році, вони повинні досягти свого піка через 50 років, і їхній ефект поступово зменшуватиметься протягом двох століть.

В іншому дослідженні розпилення починається з 2035 року і триває щонайменше до 2100 року. Ще одне оцінює тривалість використання технології у 245-315 років.

Частинки осідають на Землю приблизно через 12 місяців, тому занадто короткий термін використання технології може мати лише мінімальний ефект охолодження. Водночас, якщо довготривале розпилення завершити надто раптово, може настати "шок припинення" – вивільнення руйнівного стримуваного потепління від викидів, наслідки яких лише замаскували, а не усунули.

Серед найвідоміших прихильників подальших досліджень - Девід Кіт, керівник відділу розробки кліматичних систем Чиказького університету (і засновник канадської компанії, що розробляє технології видалення вуглецю). Як і в романі Робінсона, Кіт наголошує, що сонячна геоінженерія не повинна замінити зменшення викидів, а натомість має бути допоміжним інструментом, щоб стримувати підвищення глобальної температури у межах 1,5C порівняно з доіндустріальним рівнем. Тим часом Всесвітня метеорологічна організація зазначає, що з ймовірністю 66% цю межу перевищать до 2027 року.

І, як і в книзі Робінсона, Кіт та інші також наголошують на збільшенні загрози від зміни клімату для найбідніших верств населення – особливо тих, хто живе на Глобальному півдні. Вони кажуть про "зобов’язання" вжити заходів для зменшення такої шкоди та "моральне зобов’язання проводити дослідження сонячної геоінженерії".

Як казав Аноте Тонг, колишній президент Кірибаті, що поступово занурюються під воду: "Ми зіткнулися із катастрофою і намагаємося вижити. Які ще варіанти у нас є?»

Однак якщо таку технологію таки використають, то найімовірніше це буде не країна Глобального півдня, каже Вейк Сміт, дослідник клімату в Єльській школі довкілля та колишній експерт авіаційної галузі.

За словами Сміта, для розпилення аерозолю у стратосферу знадобиться "флот із кількох сотень великих висотних реактивних літаків, яких зараз не існує". Ці спеціалізовані літаки разом повинні викинути мільйони тонн хімікатів на висоті приблизно 20 км. Єдині країни, які можуть побудувати такий флот - це США, Велика Британія, Франція, Росія, Китай і, можливо, Німеччина чи Японія, стверджує Сміт.

"Жодна інша держава не має технологічних можливостей, і це занадто великий проєкт, щоб його могли втілити окремі приватні компанії", - каже він.

Також Сміт стверджує, що Індія сама по собі не зможе створити такого роду глобальне похолодання, яке описує у своєму романі Робінсон. Якби аерозолі розпилили над північною Індією, так звана циркуляція Брюера-Добсона розповсюдила б їх до Північного полюса, після чого вони б опустилися й безпосередньо охолодили лише північну півкулю.

Те саме необхідно було б зробити й у південній півкулі, припускає Сміт, щоб спробувати врівноважити перерозподіл погодних систем, що виникне в результаті. Такі далекосяжні геофізичні наслідки означають, що будь-яка країна навряд чи довго зможе робити щось подібне самостійно, каже Сміт, - інші або завадять їй це робити, або приєднаються до неї.

Чи можемо ми передбачити побічні ефекти?

Але навіть якщо в майбутньому велика техногенна держава зможе розгорнути використання цієї технології, це не означає, що це варто робити. Крім того, що це може уповільнити зусилля зі скорочення викидів, існує також багато інших екологічних небезпек.

Як проілюструвала Елізабет Колберт у своїй книзі 2021 року "Під білим небом: природа майбутнього", спроби людства контролювати природу часто супроводжують непередбачені катастрофи. Може настати момент, коли сонячна геоінженерія стане необхідною, вважає вона, але історія показує, що було б наївно сподіватися, що це не матиме жахливих наслідків.

Тож, чи можуть вчені передбачити ці екологічні наслідки? Наразі моделі та симуляції показують, що розпилення аерозолю у стратосфері може вплинути на все - від висотних струменевих течій до спричинення регіональних посух. Одне дослідження вказує на можливість тривалої втрати морського льоду в Арктиці влітку, тоді як інше каже про "значне зменшення" мусонних опадів. І, навіть якщо технологію застосовувати послідовно, можуть постраждати посіви.

Серед потенційно небезпечних наслідків також є пошкодження захисного озонового шару атмосфери. У звіті ЮНЕП за 2022 рік про його виснаження зазначають можливі "недоліки" впливу на нього сонячної геоінженерії. Ця технологія також не допоможе зупинити зростання концентрації СО2 внаслідок окислення океанів.

Наскільки поганими можуть бути такі побічні ефекти? Карен Розенлоф, старша наукова співробітниця хімічної наукової лабораторії Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США, входить до групи дослідників, які аналізують вплив на атмосферу різноманітних аерозольних явищ – від викидів ракет і супутників до вивержень вулканів. Ці приклади можна використати, щоб з'ясувати можливий вплив навмисного розпилення аерозолю, зазначає вона, але різні властивості різних аерозолів (сульфат, сажа, органічний вуглець і метали) мають різні ефекти. Як і наскільки високо, де, коли і в якому обсязі вивільняються речовини - усе це має значення.

Аналогів безперервних викидів також немає, оскільки виверження вулканів відбуваються спорадично. Так само немає повного розуміння того, як взаємодіють різні частини кліматичної системи. Розенлоф наголошує, що є "багато невизначеності".

Як би відреагував світ?

Як випливає з вищесказаного, не всі наслідки сонячної геоінженерії розподілятимуться однаково – і те, що може бути бажаним зменшенням опадів в одному місці, може призвести до катастрофічної посухи в іншому.

Дехто припускає, що через такий нерівномірний розподіл наслідків будь-яку односторонню спробу затьмарити Сонце, скоріш за все, придушать сильніші сусіди. Або є варіант того, що лише великі, сміливі та достатньо нахабні геополітичні гравці можуть наважитися використати таку технологію.

Френк Бірманн, професор глобального управління сталим розвитком в Утрехтському університеті в Нідерландах і засновник проєкту управління системою Землі вважає, що найбільш імовірним кандидатом у такому сценарії є США: "Якщо більшість країн заперечуватиме проти такого розгортання... політична ціна того, щоб зробити це в односторонньому порядку для будь-якої країни буде надзвичайно високою".

Проте, якщо одна чи декілька країн таки вирішать рухатися у цьому напрямку попри перестороги, існує безліч потенційних поганих сценаріїв. За словами Бірманна, проти них можуть застосувати контрзаходи, починаючи від економічних санкцій і закінчуючи втручанням ООН і потенційним збройним конфліктом, а кінцевий результат "важко передбачити". Також існує ймовірність того, що виникнуть перегони озброєнь, коли країни розроблятимуть цю технологію просто тому, що це роблять супердержави.

Щоб запобігти цьому, каже Бірманн, потрібно зупинити розвиток цієї технології до того, як він досягне рівня ядерних бомб - наприклад, за допомогою угоди про невикористання. Прецедентом є Конвенція про заборону хімічної зброї, спрямована на запобігання як розробці, так і використанню хімічної зброї, яка отримала Нобелівську премію миру.

Але що було б, якби група держав або навіть увесь світ домовилися діяти узгоджено? Сміт вважає, що можливий сценарій, коли розгортання такої технології буде відповідати інтересам більшості.

Він припускає, що "найімовірнішим сценарієм" для такого розгортання є ескалація надзвичайної кліматичної ситуації, що призведе до глобальної міграції з півдня на північ, коли північ не бажатиме надавати допомогу, якої потребуватиме південь.

"Хоча існує можливість кількох конкурентних програм розгортання, в цьому випадку кращим варіантом була б єдина глобальна програма", - говорить він.

Інша справа, наскільки така "єдина глобальна програма" реалістична. Як приклади такої кооперації Кіт наводить глобальні центральні банки, інтернет та управління повітряним рухом. Інші вказують на Рамкову конвенцію ООН про зміну клімату та ухвалену в результаті Паризьку угоду, згідно з якою країни зобов’язалися обмежити глобальну температуру. (Хоча зараз світ на шляху до того, щоб не досягти цілей, які встановила ця угода).

Тим часом скептики твердять, що тривале глобальне об’єднання зусиль - малоймовірна перспектива. У разі довготермінового застосування технології намагання уникнути "шоку припинення" – коли надто швидка зупинка викличе катастрофічне потепління – означатиме виключення низки ймовірних випадків: від збиття терористами літаків до війни, пандемій чи навіть стихійних лих.

Наразі моделювання геополітичних наслідків є недостатнім, каже Олаф Коррі, професор проблем глобальної безпеки в Університеті Лідса у Великій Британії.

"Вчені - хороші люди, і вони моделюють [фізичний вплив], але в їхньому модельному світі немає геополітики", - твердить він.

Натомість, за словами Коррі, військові планувальники та генерали у відставці кажуть, що випробування технології можуть розглядатися як потенційно ворожий акт, і що вони стурбовані тим, що інші держави можуть її отримати. Уявіть, що Росія вторгається в Україну - й при цьому має потенціал вимкнути глобальну технологію створення погоди.

Він також припускає, що розгортання технології може створити нову арену для поширення дезінформації про те, чому погода змінюється, і негативно вплинути на решту кліматичної політики.

"Взаємовідносини між наукою та суспільством вже напружені після Covid, - каже Коррі. - Тож буде надзвичайний потенціал для теорій змови та дезінформації, а також неймовірно складне середовище для науковців, щоб виконувати свою роботу".

Крім того, є питання справедливості та рівності. Шучі Талаті з The Alliance for Just Deliberation on Solar Geoengineering, американської некомерційної організації, працює над тим, щоб поширювати обізнаність і "забезпечити вразливим до клімату громадам та країнам - переважно на Глобальному півдні - доступ до інформації, знань і ресурсів" про цю технологію.

Але навіть з більшою обізнаністю країни Глобального півдня мають менше шансів розробити таку технологію через її масштаб і необхідні технологічні засоби, а крім того, вони менше представлені в міжнародних органах, таких як Рада Безпеки ООН.

Голоси найбільш уразливих країн, швидше за все, будуть приглушені, попереджає Сільвія Рібейро з Action Group on Erosion Technology and Concentration, яка стежить за впливом нових технологій. Якби одна країна Глобального Півдня розгорнула масштабні дії, це "спричинило б стільки геополітичних конфліктів, що жодна країна Глобального півдня не змогла з ними впоратися".

На думку Лілі Фюр, директорки Центру міжнародного екологічного права, некомерційної організації, розташованої у Вашингтоні, ця технологія "вимагає набагато складніших систем управління, ніж ті, які будь-коли існували, які повинні функціонувати протягом століть або тисячоліть – а це нездійсненна вимога".

Однак є ті, хто бачить місце для оптимізму - включно з самим Кімом Стенлі Робінсоном. У його романі надзвичайна кліматична ситуація є настільки серйозною, що водночас виникає жорстокий глобальний рух опору проти викопного палива. Проте зараз світ виглядає "менш похмурим", ніж тоді, коли він писав роман, сказав нещодавно Робінсон у подкасті Bloomberg, і поштовху для таких екстремальних заходів може просто не виникнути.

У розмові з BBC Future він зазначив, що хоча кліматичні катаклізми зростають, також зростає й міжнародний імпульс до дій: "Моє враження таке, що пандемія привела людей до усвідомлення того, що біосфера має значення та може серйозно порушити цивілізацію – і ми вже бачили, як це сталося".

Оскільки ймовірність перевищення ліміту в 1,5°C досі висока (але не неминуча), "будуть потрібні усі можливі засоби", щоб вивести CO2 з атмосфери, додає Робінсон.

"Можливо, нам доведеться спробувати різні методи, згруповані під словом "геоінженерія", щоб охолодити планету, поки триває декарбонізація. Такі групи, як C2G, Silver Lining і TerraPraxis, і я припускаю, що й багато інших, намагаються стимулювати ці дискусії, щоб підготувати громадськість до можливого втручання, і я сподіваюся на те, що якщо ми колись це зробимо, то для цього будуть міжнародні угоди та загальний консенсус".

Водночас його не переконують аргументи, що використання сонячної геоінженерії призведе до уповільнення зусиль з декарбонізації: "Я думаю, ми минули цей момент. Необхідність якнайшвидшої декарбонізації зараз зрозуміла усім. Усі скептики щодо клімату, які залишилися, - або шахраї, або дурні".

Індія Бурк - позаштатна авторка і редакторка BBC Future Planet.