Целевые инженерные проекты по сдерживанию таяния ледников могут замедлить разрушение ледяных щитов и ограничить повышение уровня моря, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Европейского союза наук о Земле The Cryosphere. В то время как вмешательство, аналогичное по размеру существующим крупным проектам гражданского строительства, может иметь только 30% шансов на успех, более крупный проект будет иметь больше шансов предотвратить обрушение ледяного покрова. Но авторы исследования Майкл Воловик и Джон Мур предупреждают, что сокращение выбросов по-прежнему остается ключом к прекращению изменения климата и его драматических последствий.
«Заниматься геоинженерией часто означает думать о немыслимом», - говорит Мур, ученый из Пекинского педагогического университета в Китае и профессор климатических изменений в Университете Лапландии в Финляндии. Термин «геоинженерия» обычно применяется к крупномасштабным мероприятиям по борьбе с изменением климата. Но вместо того, чтобы пытаться изменить весь климат, Воловик и Мур говорят, что мы могли бы применить более целенаправленный подход, чтобы ограничить одно из самых серьезных последствий изменения климата: повышение уровня моря..
Их «немыслимая» идея - гляциальная геоинженерия: внесение изменений в геометрию морского дна вблизи ледников, впадающих в океан, образующих шельфовый ледник, чтобы предотвратить их дальнейшее таяние. Некоторые ледники, такие как ледяной поток Туэйтс размером с Британию или Флориду в Западной Антарктиде, быстро отступают. «Туэйтс может легко спровоцировать безудержный коллапс [Западной Антарктики] ледяного щита, который в конечном итоге поднимет глобальный уровень моря примерно на 3 метра», - объясняет Воловик, исследователь из Департамента геонаук Принстонского университета, США. Это может иметь драматические последствия для миллионов людей, живущих в прибрежных районах мира.
Вместо или в дополнение к ограничению последствий повышения уровня моря за счет традиционной защиты побережья, использование геоинженерии ледников для остановки наводнения в источнике может быть жизнеспособным вариантом, как показывают Воловик и Мур. «Самый важный результат [нашего исследования] заключается в том, что значимое вмешательство в ледяной щит в целом находится в пределах порядка возможных человеческих достижений», - говорит Воловик..
Команда изучила два проекта ледниковой геоинженерии. Одной из идей было бы построить стену под водой, чтобы блокировать теплую воду, достигающую основания шельфового ледника, который очень чувствителен к таянию. Более простая конструкция состоит в сооружении искусственных насыпей или колонн на морском дне: они не блокировали бы теплую воду, но могли бы поддерживать и сдерживать ледник, помогая ему отрастать. «В любом случае мы представляли себе очень простые конструкции, просто груды песка или гравия на дне океана», - говорит Воловик.
Команда запустила компьютерные модели, в которых они применили эти конструкции к леднику Туэйтса в условиях потепления. По прогнозам, Туэйтс станет крупнейшим отдельным источником будущего повышения уровня моря, а его ширина составляет от 80 до 100 км, и это один из самых широких ледников в мире. «Если [ледниковая геоинженерия] сработает там, то мы ожидаем, что она сработает и на менее сложных ледниках», - пишут авторы в исследовании «Криосфера».
Исследование показывает, что даже более простая конструкция может замедлить скорость повышения уровня моря, давая прибрежным сообществам больше времени для адаптации к повышению уровня воды. Согласно моделям, минимальное вмешательство с вероятностью 30% предотвратит безудержный обвал западно-антарктического ледяного щита в обозримом будущем. Это вмешательство будет заключаться в строительстве изолированных насыпей или колонн высотой 300 метров на морском дне с использованием от 0,1 до 1,5 кубических километров заполнителя, в зависимости от прочности материала. Это аналогично количеству материала, которое было выкопано для строительства Суэцкого канала в Египте (1 кубический километр) или использовано на Пальмовых островах в Дубае (0.3 кубических километра).
Более сложный проект, выходящий за пределы масштабов, которые человечество пыталось до сих пор, будет иметь более высокие шансы на успех в предотвращении безудержного обрушения ледяного щита в течение следующих 1000 лет (время, на которое рассчитано моделирование), а также как лучшие шансы заставить ледяной щит восстановить массу. Небольшая подводная стена, блокирующая около 50 % теплой воды от достижения основания шельфового ледника, может иметь 70 % шансов на успех, в то время как большие стены с еще большей вероятностью задержат или даже остановят обрушение ледяного щита.
Несмотря на обнадеживающие результаты, ученые говорят, что они не выступают за запуск этих амбициозных проектов в ближайшее время. Хотя простейшая конструкция будет аналогична по масштабу существующим инженерным проектам, она будет построена в одной из самых суровых условий на Земле. Так что инженерные детали еще предстоит проработать. Тем не менее, команда хотела увидеть, может ли ледниковая геоинженерия работать в теории, и хотела, чтобы научное сообщество задумалось и улучшило проекты.
Мы все понимаем, что у нас есть неотложная профессиональная обязанность определить, насколько повышение уровня моря следует ожидать обществу, и как быстро это повышение уровня моря, вероятно, произойдет. Однако мы утверждаем, что существует также обязанность чтобы попытаться придумать способы, которыми общество могло бы защитить себя от быстрого краха ледяного покрова», - говорит Воловик.
Физика льда показывает, что ледниковая геоинженерия может помочь предотвратить разрушение ледяного покрова, но и Воловик, и Мур непреклонны в том, что сокращение выбросов парниковых газов остается приоритетом в борьбе с изменением климата. «Есть нечестные элементы общества, которые попытаются использовать наше исследование, чтобы оспорить необходимость сокращения выбросов. Наше исследование никоим образом не поддерживает эту интерпретацию», - говорят они.
Искусственные ледники ограничат только повышение уровня моря, в то время как сокращение выбросов может также ограничить другие пагубные последствия изменения климата, такие как закисление океана, наводнения, засухи и аномальная жара. Кроме того, команда отмечает, что более сильное потепление будет означать, что проекты ледниковой инженерии станут менее осуществимыми и будут иметь меньше шансов на успех. В конце концов, их подводные сооружения могли бы защитить дно шельфовых ледников, но не помешали бы теплому воздуху разъедать лед наверху.
«Чем больше углерода мы выбрасываем, тем меньше вероятность того, что ледяные щиты выживут в долгосрочной перспективе при каком-либо объеме, близком к их нынешнему», - заключает Воловик..