В марте 2017 года на небольшом саммите в Вашингтоне, округ Колумбия, два профессора Гарварда, Дэвид Кит и Фрэнк Киутш, представили планы по проведению первого в истории стратосферного эксперимента по солнечной геоинженерии.
Вместо запуска это событие стало центром ожесточенных общественных дебатов о том, насколько допустимы исследования в столь противоречивой области.
Основная концепция солнечной геоинженерии заключается в распылении определенных частиц высоко над планетой для отражения части солнечного света обратно в космос, что призвано противодействовать изменению климата.
Исследователи из Гарварда надеялись запустить стратосферный аэростат, прикрепленный к гондоле с пропеллерами и датчиками, с площадки в Тусоне, штат Аризона, уже в следующем году. После первоначальных испытаний оборудования планировалось использовать аппарат для распыления нескольких килограммов материала на высоте около 20 километров над Землей, а затем пролететь через этот шлейф для измерения отражающей способности частиц, скорости их рассеивания и других переменных.
Однако первый запуск не состоялся ни в следующем году, ни через год после этого — ни в Тусоне, ни на объявленной позже площадке в Швеции. Задержки были вызваны сложностями с поставщиками аэростатов, началом пандемии COVID-19 и трудностями в согласовании решений между командой, ее консультативным комитетом и другими сторонами в Гарварде. Впоследствии яростная критика со стороны экологических групп, коренной организации Северной Европы и других противников окончательно сорвала планы команды.
Критики, включая некоторых климатологов, утверждают, что вмешательство, способное изменить климатическую систему всей планеты, слишком опасно, чтобы изучать его в реальных условиях, поскольку оно слишком опасно для возможного применения. Они опасаются, что развертывание такого мощного инструмента неизбежно вызовет непредсказуемые и опасные побочные эффекты, а страны мира никогда не смогут сотрудничать для его использования безопасно, справедливо и ответственно.
Эти противники считают, что даже обсуждение и исследование возможности подобных климатических вмешательств ослабляет давление, направленное на быстрое сокращение выбросов парниковых газов, и увеличивает вероятность того, что однажды «беглец» или отдельная нация начнет распылять материалы в стратосфере без какого-либо широкого консенсуса. Одностороннее использование этого инструмента, с его потенциально катастрофическими последствиями для некоторых регионов, может привести страны к вооруженным конфликтам.
Единственный небольшой эксперимент Гарварда, известный как Эксперимент по контролируемому стратосферному возмущению, или SCoPEx, стал воплощением всех этих страхов — и в конечном итоге оказался непосильным грузом для исследователей. В прошлом месяце, спустя десятилетие после первого предложения проекта в научной статье, Гарвард официально объявил о прекращении проекта, как впервые сообщило издание MIT Technology Review.
«Эксперимент стал прокси для дебатов о том, следует ли двигаться дальше в исследованиях солнечной геоинженерии», — говорит Кит. «И это, я думаю, главная причина, по которой мы с Фрэнком решили свернуть проект. Учитывая вес, который SCoPEx приобрел, двигаться дальше не имело смысла».
Я пишу о солнечной геоинженерии уже более десяти лет. Я освещал конференцию в 2017 году и продолжал следить за развитием планов команды в последующие годы. Поэтому отмена проекта заставила меня задуматься о том, почему он потерпел неудачу и что этот провал говорит о свободе исследователей в изучении столь спорных тем.
В последние дни я обратился к ряду людей, участвовавших в проекте или внимательно следивших за ним, чтобы узнать их мнение о произошедшем, извлеченных уроках и значении этого для будущих исследований в области геоинженерии.
Немногие из опрошенных считают, что это конец полевых экспериментов по солнечной геоинженерии, но некоторые утверждают, что так и должно быть, а другие полагают, что любое будущее предложение должно реализовываться совершенно иначе, если исследователи хотят избежать той же участи.
Краткая история SCoPEx
Природа послужила вдохновением для солнечной геоинженерии: мощные извержения вулканов в прошлом охлаждали глобальные температуры, выбрасывая огромное количество диоксида серы, который в конечном итоге образует аэрозоли серной кислоты, отражающие солнечное излучение.
Например, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году выбросило в стратосферу почти 20 миллионов тонн диоксида серы, что привело к снижению глобальной температуры примерно на 0,5 °C на несколько месяцев.
Однако одна из проблем с опорой на этот газ для геоинженерии заключается в том, что серная кислота также истощает озоновый слой, защищающий жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения. Поэтому некоторые исследователи, включая Кита, использовали компьютерное моделирование для изучения возможности уменьшения или даже обращения этого побочного эффекта путем замены диоксида серы другими веществами, включая алмазную пыль, оксид алюминия или карбонат кальция.
Исследователи SCoPEx обсуждали возможность выпуска различных материалов в ходе серии полетов, включая серную кислоту, но в основном делали акцент на карбонате кальция.
Они надеялись, что данные запусков позволят уточнить точность моделей геоинженерии и улучшить понимание потенциальных преимуществ и рисков этой технологии.
«Нужно проводить измерения в реальном мире, потому что природа преподносит сюрпризы», — сказал Кит на той конференции в 2017 году.
Он постоянно подчеркивал, что количество задействованного материала будет составлять лишь малую долю загрязнения частицами, уже выбрасываемого самолетами, и что проведение аналогичного эксперимента для любой другой научной цели не вызвало бы вопросов.
Но их инициатива стала камнем преткновения. Кит считает, что, стремясь к открытости и прозрачности своих планов, они спровоцировали самоподдерживающийся цикл из чрезмерно громкого освещения в прессе и ожесточенных атак критиков, что раздуло общественные опасения по поводу того, что он называет обычным экспериментом с незначительным воздействием на окружающую среду.
Первоначальные надежды команды на запуск аэростата в Аризоне в 2018 году не оправдались, поскольку поставщик аэростатов, с которым они работали, World View, прекратил запуски полезных грузов необходимого веса, по словам Кита. (Компания не ответила на запрос до момента публикации.)
Однако исследователи продолжили разрабатывать оборудование и летательные аппараты в лабораториях Гарварда, а университет учредил надзорную коллегию, которая начала рассматривать планы команды и разрабатывать руководящие принципы для взаимодействия с общественностью.
В конце концов, исследователи переключили внимание на Швецию, где они начали планировать запуск для тестирования бортового оборудования, сотрудничая со Шведской космической корпорацией. Аэростат должен был быть поднят в воздух с космодрома Эсрейндж в Кируне летом 2021 года.
Во время этого запуска самолет не выпускал бы никаких материалов. Однако группы противников геоинженерии, экологические организации, шведская эко-активистка Грета Тунберг, Совет саамов (представляющий коренные народы Севера Европы) и правление Королевской шведской академии наук раскритиковали план, оказывая давление на аэрокосмическую компанию, исследовательскую группу и консультантов с требованием остановить запуск.
Совет саамов в письме консультативному комитету написал: «Геоинженерия — это технология, сопряженная с риском катастрофических последствий, включая воздействие неконтролируемого прекращения и необратимые социополитические эффекты, которые могут подорвать необходимые мировые усилия по достижению безуглеродного общества». «Следовательно, нет никаких приемлемых причин для проведения проекта SCoPEx ни в Швеции, ни где-либо еще».
В ответ консультативный комитет рекомендовал исследователям отложить свои планы до тех пор, пока они не проведут обсуждения проекта с общественностью и заинтересованными сторонами. В конце марта 2021 года команда и компания согласились отозвать свои планы.
С тех пор проект так и не получил прежнего импульса.
Прошлой весной Кит перешел в Чикагский университет, где сейчас возглавляет инициативу Climate Systems Engineering — междисциплинарное исследование, посвященное улучшению понимания солнечной геоинженерии, удаления углерода и других вмешательств, способных противодействовать последствиям изменения климата.
Через несколько месяцев исследовательская группа уведомила консультативный комитет о том, что она «приостановила работу» над экспериментом. Затем в прошлом месяце Киутш официально подтвердил, что больше не занимается этим проектом.
«Я почувствовал, что пора сосредоточиться на других инновационных направлениях исследований в этой невероятно важной области [модификации солнечного излучения], которые обещают значимые результаты», — сказал он в электронном письме.
Слишком опасно для изучения
Многие наблюдатели довольны исходом.
Сотни исследователей из различных дисциплин подписали открытое письмо с призывом к «Международному соглашению о неиспользовании солнечной геоинженерии», заявляя, что правительства должны взять на себя обязательство «запретить полевые эксперименты по солнечной геоинженерии».
Дженни Стивенс, профессор науки и политики устойчивого развития в Северо-Восточном университете, была одной из подписавших это письмо. Она утверждает, что эксперимент SCoPEx был особенно опасным, поскольку финансирование, внимание и престиж Гарварда придали легитимность планетарным по масштабу вмешательствам, которыми, по ее мнению, никогда не смогут безопасно управлять или контролировать.
Она считает, что даже при лучших намерениях исследователей солнечная геоинженерия в конечном итоге будет применяться людьми или странами, обладающими деньгами и властью, таким образом, чтобы это приносило максимальную выгоду их интересам, даже если это приведет к катастрофическим последствиям для других регионов. Некоторые исследования, например, предполагают, что солнечная геоинженерия может значительно снизить количество осадков в определенных районах и может снизить урожайность некоторых основных культур. В то время как одна группа стран может решить использовать геоинженерию для облегчения волн тепла, что, если это приведет к сокращению летних муссонов и продовольственного снабжения в частях Индии или Западной Африке?
«Невозможно представить себе развертывание в глобальном масштабе так, чтобы это пошло на пользу всем, — говорит она. — Кому-то будет плохо, а кто-то может пострадать меньше. Таким образом, это создает еще один механизм для вмешательства в земные системы, который затем отдает привилегии одним и ставит в невыгодное положение других».
Открытость
Однако многие считают, что необходимо узнать больше о роли, которую солнечная геоинженерия может сыграть в смягчении последствий глобального потепления, и о том, можно ли смягчить побочные эффекты. Есть простая причина: если это сработает хорошо, это может спасти множество жизней и облегчить страдания по мере ускорения изменения климата.
Для этих наблюдателей вопрос заключается в следующем: какие уроки можно извлечь, чтобы гарантировать, что другие эксперименты смогут состояться? И, возможно, не менее важно: какие уроки не следует извлекать из SCoPEx?
Некоторые исследователи в этой области опасаются, что более широкий вывод из прекращения проекта заключается в том, что команда Гарварда выбрала слишком открытый подход к своим намерениям.
«Организованная оппозиция даже самой концепции полевых экспериментов» затрудняет другим исследовательским группам проведение аналогичных работ и «может увеличить вероятность появления несанкционированных игроков», — говорит Майкл Джеррард, директор по праву в Центре права по климату им. Сабина Колумбийского университета, который входил в состав консультативного комитета. Он отмечает, что такая деятельность в значительной степени не регулируется.
Сразу после новости о том, что Гарвард больше не поддерживает проект, несколько деятелей отрасли чистых технологий воспользовались социальными сетями, чтобы заявить, что люди могут, или должны, выпускать частицы в стратосферу самостоятельно.
В то время как публичные планы команды Гарварда ни к чему не привели, несколько других лиц заявили, что просто начали запускать стратосферные аэростаты без предварительных уведомлений. Среди них — генеральный директор Make Sunsets, венчурного стартапа в области геоинженерии, а также Эндрю Локли, независимый исследователь из Великобритании.
Тем временем, на прошлой неделе исследовательская группа под руководством Вашингтонского университета провела небольшой эксперимент по осветлению морских облаков — другой форме солнечной геоинженерии — на списанном авианосце, пришвартованном у побережья Аламеды, Калифорния, по данным New York Times (The New York Times). Газета сообщила, что команда «держала детали в строжайшем секрете, опасаясь, что критики попытаются их остановить».
Сам Кит «категорически против» любых действий «несанкционированных» (в смысле незаконных) или проведения каких-либо исследований в этой области вне рамок нормального научного процесса. И он говорит, что «быть совсем не открытым» — неверная стратегия.
Но он размышляет о том, насколько заранее исследователи должны быть откровенны. Уровень раннего уведомления и прозрачности, к которому они стремились, «возможно, действительно не работает в конфликтной обстановке», — отмечает он. «Так что, возможно, нам следовало быть значительно менее открытыми и иметь лишь ограниченный набор проверок».
Сикина Джинна, профессор экологических исследований в Калифорнийском университете в Санта-Круз, присоединившаяся к консультативному комитету проекта после решения по Швеции, извлекает противоположный урок о прозрачности и вовлеченности.
Она говорит, что команда Гарварда так и не дошла до формального обсуждения своих планов с общественностью в Швеции, и подчеркивает, что такие разговоры должны начинаться гораздо раньше в процессе. (Это также один из главных выводов из окончательного отчета комитета об эксперименте, опубликованного в прошлом месяце.)
«Раннее вовлечение, я думаю, — один из главных уроков, — говорит она. — И это не просто поверхностное вовлечение в форме «проведения публичной лекции», а действительно переход к итеративному взаимодействию с сообществами по поводу их проблем, по поводу вопросов, которые их могут интересовать, и действительно начало переосмысления такого процесса вовлечения как чего-то, что не вредит исследовательским усилиям, а может фактически обогатить их социально полезными способами».
Научная ценность
Другие наблюдатели считают, что у SCoPEx была более фундаментальная проблема.
«Большинство ученых в этой области не считали это особенно важным экспериментом», — сказал Дуглас МакМартин, доцент Корнеллского университета, специализирующийся на солнечной геоинженерии, в электронном письме.
В результате не возникло спешки его защищать, добавил он.
МакМартин пояснил, что проект был больше сосредоточен на изучении альтернативных аэрозолей, в основном карбоната кальция, а не на устранении неизвестных факторов, касающихся вещества, которое большинство людей считают основным — диоксида серы.
Это потому, что ученые гораздо больше знают об общих эффектах диоксида серы и могут более точно моделировать их, поскольку вулканы уже естественным образом выбрасывают этот газ в стратосферу. Климатические модели также предполагают, что воздействие на озоновый слой будет минимальным, «и поэтому его недостаточно, чтобы оправдать переход к менее изученному материалу», — сказал он.
Алан Роббок, климатолог из Ратгерса, который подчеркивал потенциальные риски геоинженерии, вторил этой обеспокоенности.
«Я не думаю, что у этого проекта когда-либо был хороший научный вопрос, — говорит он. — Мне кажется, он был больше продиктован желанием что-то построить, инженерным подходом».
МакМартин считает, что важнейшие отправные вопросы для экспериментов в этой области — это какие пробелы в нашем понимании может заполнить такое исследование и поможет ли эта информация в принятии решений о геоинженерии. И именно стремление к ответам должно быть сообщено общественности в качестве обоснования.
Но, по его словам, исследователи SCoPEx слишком часто формулировали свое обоснование работы примерно так: «Эй, это маленький эксперимент — вы должны позволить нам его провести, потому что мы этого хотим».
В электронном письме Киутш отметил, что одним из вопросов, которые они надеялись лучше понять с помощью эксперимента, было то, как распространяются и смешиваются в стратосфере шлейфы впрыскиваемых частиц. Кроме того, Кит отметил, что они действительно обсуждали выпуск и изучение серной кислоты, хотя и склонны были больше говорить о карбонате кальция.
Более широкая научная программа
Другая проблема проекта, вызвавшая беспокойство с самого начала, заключалась в том, что это был разовый эксперимент, финансируемый из частных источников, проводимый вне какой-либо более широкой, государственной исследовательской программы. (Финансирование поступало от грантов, которые Гарвард предоставил исследователям как новым профессорам, а также через Программу исследований солнечной геоинженерии университета, которая привлекла средства от Фонда Альфреда П. Слоуна, Фонда Хьюлетта, Инновационного фонда Притцкера и других групп и частных лиц.) Для менее чувствительных тем такой эксперимент мог бы финансироваться и курироваться федеральным научным органом, таким как Национальный научный фонд США.
Это означало, что университету пришлось создать консультативный совет, если он хотел обеспечить стандартный научный надзор, — и это означало, что этот комитет должен был разработать собственные правила проведения таких экспериментов, в то время как исследователи уже предпринимали шаги к первому запуску для тестирования своего оборудования.
Учитывая чувствительность темы, некоторые наблюдатели считают, что полевые эксперименты по солнечной геоинженерии должны проводиться только в рамках более широких, государственных исследовательских программ с участием научных органов, имеющих устоявшиеся практики оценки научной ценности, этики и воздействия на окружающую среду. В идеале такие программы должны включать «общенациональное вовлечение», привлекая различных экспертов для непредвзятого информирования значительных слоев общественности о таких вмешательствах, изучения их проблем и, что крайне важно, использования этого вклада для формирования программы исследований, — говорит Холли Бак, социальный эколог из Университета Буффало и автор книги After Geoengineering.
«Если правительство не созывает серьезный процесс вовлечения, в ходе которого оно будет учитывать услышанное при разработке политики в этой области, я ожидаю, что любой полевой эксперимент столкнется с аналогичным сопротивлением», — сказала она по электронной почте.
Несколько стран создали небольшие исследовательские программы в этой области, включая США и Китай. Но всеобъемлющая программа такого рода потребует гораздо большего финансирования, чем было выделено на сегодняшний день. В отчете Национальных академий за 2021 год рекомендовалось, чтобы правительство США создало межведомственную исследовательскую программу по солнечной геоинженерии с бюджетом от 100 до 200 миллионов долларов в течение пяти лет.
Будущие эксперименты
Сам Кит признает несколько ошибок в ходе исследования, в том числе то, что он не предвидел, что противники поднимут вопросы по поводу базового испытания оборудования в Швеции. Он также говорит, что команда ошиблась, начав работу без плана взаимодействия с общественностью. Публичный провал SCoPEx, по его мнению, вероятно, усложнит проведение других экспериментов в стратосфере.
«Что действительно печально, — говорит он. — И я прошу прощения, это провал».
Но он также считает, что у других групп все еще есть возможность проводить полевые эксперименты, и он полагает, что вероятность того, что кто-то это сделает, высока.
Действительно, существует множество признаков растущего интереса к исследованиям в этой области и предоставлению финансирования. Как отмечалось, правительство США разрабатывает исследовательскую программу. Фонд защиты окружающей среды (Environmental Defense Fund) рассматривает возможность поддержки ученых в этой области и недавно провел встречу для обсуждения ограничительных рамок, которыми должна руководствоваться такая работа. А ряд крупных филантропических организаций, которые ранее не поддерживали эту область, ведут активные переговоры о предоставлении финансирования исследовательским группам, как сообщают источники MIT Technology Review.
Тем временем под руководством Кита Чикагский университет нанимает 10 штатных исследователей в этой области.
Он говорит, что на данном этапе сам не стал бы руководить полевым экспериментом, но надеется, что те, кто работает с ним в Инициативе по проектированию климатических систем, захотят это сделать, если это позволит получить данные для изучения научных вопросов, над которыми они работают.
«Я абсолютно хочу, чтобы эксперименты проводились под эгидой Чикагского университета», — говорит он.
