Несколько месяцев назад океанограф Адам Субхас и его коллеги окрасили море в красный цвет. Сначала казалось, что ученые вылили в залив Мэн несколько бочек свекольного сока. Узкая полоса багровой воды тянулась за одним из зафрахтованных ими судов, ненадолго окрашиваясь то в фиолетовый, то в пурпурный цвет под воздействием ветра и волн. Когда корабль начал описывать круг, бордовый след удлинялся и расширялся, вскоре заполнив гораздо большую часть моря. Наблюдатели на проходящем мимо судне могли принять эту картину за последствия нападения акулы.
На самом деле, это было нечто еще более необычное — и для некоторых людей не менее тревожное. Ученые намеренно закачивали в океан около 16 200 галлонов гидроксида натрия, более известного как щелочь, вместе с красным красителем, который облегчал отслеживание раствора. Это был заключительный этап исследования многообещающего, но спорного метода борьбы с изменением климата, который мог бы одновременно смягчить как глобальное потепление, так и другое, столь же ужасающее последствие выбросов углерода: быстрое закисление мирового океана.
С наступлением индустриальной эпохи океаны поглотили около трети выбросов углекислого газа, удерживающих тепло, производимых человечеством. Если бы не этот огромный буфер, планета была бы значительно теплее и более неспокойной, чем сегодня. Однако, когда углекислый газ из атмосферы растворяется в океане, он вступает в реакцию с морской водой, образуя угольную кислоту, которая нарушает химический баланс океана и снижает его способность поглощать больше углерода. Длительное закисление будет представлять серьезную угрозу для морских экосистем и рыболовства, от которого зависит более миллиарда человек.
Для противодействия этим последствиям ученые предложили тип геоинженерии, известный как повышение щелочности океана, который, по сути, заключается в создании антацидов для моря. Изменение химического состава планеты таким образом позволяет большему количеству углерода поступать из атмосферы в океан, где он может храниться тысячи лет. Эксперты подчеркивают, что такое посредничество было бы совершенно неэффективным без предварительного сокращения выбросов парниковых газов. Однако они также согласны с тем, что одних только сокращений выбросов уже недостаточно, чтобы предотвратить потепление планеты на два градуса Цельсия выше доиндустриального базового уровня, при котором экстремальные погодные явления, сокращение морского льда, исчезновение видов и неурожаи будут в 2-10 раз хуже, чем сейчас, и при котором десятки миллионов людей будут подвергаться сильной жаре, наводнениям и нехватке воды. Учитывая, что океаны покрывают более 70 процентов поверхности планеты и играют фундаментальную роль в регулировании климата, кажется неизбежным, что они станут частью этих дополнительных усилий.
В середине августа Субхас, сотрудник Океанографического института Вудс-Хоул, и его коллеги собрали несколько судов в районе Атлантического океана, известном как бассейн Уилкинсона, примерно в 80 километрах от побережья Массачусетса. Основное исследовательское судно следовало вплотную за судном для сбора образцов, постоянно отбирая пробы и анализируя морскую воду. Группа автономных подводных роботов помогала собирать дополнительные данные. В своей наибольшей форме красное пятно щелочности достигало около 10 километров в поперечнике; в некоторых местах оно повышало pH воды с базового уровня 7,95 до 8,3. После пяти дней тщательных наблюдений, когда pH вернулся к исходному уровню, а краситель выцвел, Субхас (произносится как су-БОШ) и его коллеги отправились обратно в Вудс-Хоул, где с тех пор анализируют полученные данные.
«На данный момент мы можем сказать, что создали именно те условия, которые позволили поверхностному слою океана поглощать углекислый газ из атмосферы», — сказал мне Субхас. «Нет сомнений, что поток был. Главный вопрос сейчас: можем ли мы его количественно оценить?»
Разработка надежных показателей — лишь одно из многих препятствий на пути к глобальному удалению углерода. Ограничение потепления до уровня ниже двух градусов Цельсия требует улавливания и секвестрации, возможно, семи-девяти миллиардов тонн углекислого газа ежегодно, в дополнение к значительному сокращению выбросов. Эксперты подсчитали, что только повышение щелочности океана может удалить от одного до 15 миллиардов тонн. Но инвестиции и инфраструктура, необходимые для достижения даже части этого потенциала, огромны. Дополнительные усилия по добыче полезных ископаемых, необходимые для удаления всего одного миллиарда тонн углекислого газа в год путем добавления щелочных минералов в море, скорее всего, будут эквивалентны, например, созданию второй мировой цементной промышленности.
«Если мы всерьез настроены на удаление углекислого газа, это станет самым масштабным достижением человечества», — говорит Дэвид Хо, профессор океанографии Гавайского университета в Маноа и эксперт по морскому углеродному циклу. «Правительствам действительно следует вложить в это значительные усилия, как в Манхэттенский проект».
Удаление углерода в планетарном масштабе может оказаться как необходимым, так и осуществимым, но это не умаляет его фундаментальной смелости — или абсурдности. Несколько столетий назад человечество начало похищать у планеты огромную энергию: сотни миллионов лет солнечного света, проходящего через пульсирующую зелень жизни, поглощаемого землей и спрессованного в невероятно энергоемкие хранилища углерода, которые мы называем ископаемым топливом. Поджигая эти древние хранилища, индустриальные страны инициировали выброс углерода в атмосферу со скоростью, не имеющей аналогов, по крайней мере, за последние 66 миллионов лет. Последствия, становящиеся все более очевидными с каждым днем, уже катастрофичны. И все же упрямые правительства продолжают подливать масла в огонь, игнорируя доступные решения. Вынужденный столкнуться с этими накапливающимися неудачами, но не желающий отказываться от возможности лучшего будущего, мир теперь обращается к другой древней, земной силе. Мы снова обращаемся к океану.
«Я не думаю, что реалистично оставлять океаны нетронутыми», — говорит Дэвид Коуик, главный научный сотрудник Ocean Visions, некоммерческой природоохранной организации, которая занимается морскими подходами к борьбе с изменением климата. «Наше коллективное бездействие не оставило нам практически никакого выбора».
Будучи аспирантом по геохимии в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, Субхас был очарован долгосрочным углеродным циклом Земли, который регулирует климат и поддерживает баланс pH океана. Углерод постоянно циркулирует между воздухом, морем и сушей. На протяжении всей истории Земли огромные выбросы углерода в атмосферу — например, из-за усиления вулканической активности — приводили к изнуряющей жаре, повышению кислотности океана и, в некоторых случаях, к массовому вымиранию морских организмов.
По мере закисления морской воды она различными способами нарушает физиологию морских обитателей, влияя на такие разнообразные процессы, как метаболизм, сенсорное восприятие, размножение и коммуникация. Чрезмерное закисление особенно губительно для группы организмов, известных как кальцификаторы, к которым относятся кораллы, моллюски, ракообразные и многие виды планктона. Кальцификаторы строят свои раковины и скелеты из щелочных минералов, присутствующих в морской воде, в частности кальция и карбоната. По мере снижения pH доступность карбоната уменьшается, и кальцификаторам становится трудно строить и поддерживать свой панцирь. Если океан становится слишком кислым, они начинают растворяться.
В период между промышленной революцией и 2024 годом средний pH поверхностных морских вод снизился примерно с 8,2 до 8,04, что соответствует увеличению кислотности на 40 процентов. Нынешние темпы закисления океана выше, чем во время любого экологического кризиса по меньшей мере за последние 300 миллионов лет — настолько аномальные, что трудно точно предсказать, как это повлияет на современный океан. Однако, учитывая, что планктон составляет основу океанических пищевых цепей и что одни только коралловые рифы поддерживают 25 процентов морских видов, последствия ужасны. Крайне важные промыслы, от устриц, крабов и омаров до сельди, лосося и трески, могут сократиться или вовсе исчезнуть.
Однако Земля в целом не беспомощна перед лицом климатической и химической нестабильности. Она обладает мощными процессами самостабилизации. Когда углерод заполняет атмосферу, делая планету горячее и штормовой, процессы связывания углерода ускоряются. Сначала углекислый газ в атмосфере соединяется с дождевой водой, делая её слегка кислой. Когда дождь выпадает на сушу, он разрушает горные породы, в том числе такие, как базальт и известняк, которые содержат щелочные минералы. Реки переносят минералы, высвободившиеся из этих пород, в океан, где они питают организмы, образующие кальциевые отложения, и связываются с растворенным углеродом в морской воде, снижая её кислотность и позволяя ей поглощать больше углерода из атмосферы. Одновременно с этим остатки погибших организмов, образующих кальциевые отложения, опускаются в глубины, связывая углерод в толстых слоях донных отложений. В течение сотен тысяч и миллионов лет эти процессы постепенно извлекают углерод из атмосферы, повышают pH океана и охлаждают планету.
Хотя эта врожденная устойчивость помогает поддерживать стабильность Земли в геологических масштабах времени, она действует слишком медленно, чтобы спасти существующую жизнь от нынешних темпов потепления и закисления. Повышение щелочности океана — это попытка имитировать и ускорить стабилизирующие петли обратной связи планеты, чтобы они заработали за несколько десятилетий. В 1995 году Харун Хешги, инженер-химик из компании Exxon, опубликовал одно из первых официальных предложений по такому вмешательству, сосредоточившись на возможности добавления огромных объемов извести в море. С тех пор ученые опубликовали многочисленные результаты моделирования и симуляций различных методов щелочной обработки. Однако полевые исследования в самом океане были затруднены существовавшим табу на геоинженерию.
В настоящее время все более открытое отношение к геоинженерным методам в научном сообществе, в сочетании с недавними волнами финансирования, позволяет исследователям выйти за пределы лабораторий и изучать воздействие вмешательств, основанных на изменении щелочности, в реальном мире. Эксперимент в заливе Мэн — часть проекта под названием LOC-NESS (Locking Ocean Carbon in the Northeast Shelf and Slope) — отражает этот сдвиг.
https://www.nytimes.com/2026/01/08/magazine/ocean-acidification-carbon-geoengineering.html?campaign_id=346&emc=edit_wor_20260112&instance_id=169143&nl=the-world®i_id=301096469&segment_id=213517&user_id=0d19b8770c0b09b23d5fa0d4f74985bd
No comments:
Post a Comment