Самый дешевый и эффективный способ борьбы с глобальным потеплением – сажать много деревьев

Ученые из Швейцарии пришли к выводу, что самый эффективный способ борьбы с глобальным потеплением – сажать много деревьев. Триллион, а может быть, и больше. По словам ученых, места для этого достаточно.

Как отмечается в статье в журнале Science, даже с учетом существующих городов и сельскохозяйственных земель на планете хватит места, чтобы засадить деревьями 9 миллионов квадратных километров. Это сопоставимо с территорией США.

Ученые подсчитали, что за предстоящие десятилетия эти новые деревья могли бы поглотить почти 750 миллиардов метрических тонн углекислого газа, что примерно равно загрязнению атмосферы за последние 25 лет.

Причем значительная часть положительного эффекта наступит сразу, поскольку молодые деревья поглощают больше углекислого газа, отмечают авторы исследования. Особенно высок потенциал в тропиках.

«Это решение проблемы изменения климата намного дешевле всех, в тысячи раз», – отметил один из авторов исследования Томас Краутер, эколог из Швейцарского федерального института технологии в Цюрихе.

Экосистемы засушливых территорий способны значительно увеличивать поглощение углекислого газа в ответ на увеличение его концентрации. Это значит, что пустыни помогут затормозить глобальное потепление.

Результаты исследования, проведенного американскими учеными из Университета штата Вашингтон, опубликованы в журнале Nature Climate Change.

Пустыни и полупустыни, в которых ежегодно выпадает менее 250-500 миллиметров осадков соответственно, занимают значительную часть суши между 30 градусами южной и северной широты. Долгое время считалось, что из-за скудной растительности засушливые территории, в отличие от лесов и болот, не способны поглощать из атмосферы хоть в сколько-нибудь значимых объемах углекислый газ, ответственный за разогрев нашей планеты.

Авторы статьи смогли доказать обратное, подведя итоги десятилетнего эксперимента в пустыне Мохаве на юго-западе США. В ходе исследования ученые огородили в пустыне 9 октогональных участков диаметром 23 метра каждый. Три из них остались нетронутыми, еще над тремя площадками распылялся CO2 в концентрации 380 ppm (миллионных долей), что соответствует его нынешней концентрации в атмосфере. Наконец, три оставшихся участка получали CO2 в концентрации 550 ppm (ожидается, что такого уровня углекислый газ в атмосфере достигнет к 2050 году).

Воздух, обогащенный CO2, подавался на площадки по пластиковым трубкам. Спустя 10 лет ученые выкопали все растения вместе с метровым слоем грунта и подсчитали, сколько CO2 было усвоено на разных участках. Сравнив полученные цифры, климатологи пришли к выводу, что в случае повышения концентрации CO2 полупустыни увеличат его накопление в среднем на 15-28 процентов. Большую часть углекислого газа будет аккумулировать корневая система растений.

Учитывая огромную площадь, занимаемую пустынями и полупустынями, они внесут существенный вклад в снижение концентрации углекислого газа, считают исследователи. Напомним, недавно другая группа специалистов предложила озеленять пустыни во имя борьбы с глобальным потеплением. По мнению ученых, если засадить пустыни Аравийского полуострова кустарником ятрофой, то концентрация CO2 в атмосфере снизится.

Группа немецких ученых разработала экологически чистый метод, который, по их словам, поможет человечеству в этой проблеме.

Методика, получившая название «углеродное фермерство», заключается в посадке деревьев в больших масштабах в засушливых районах, чтобы регулировать содержание СО2. Ученые опубликовали свои исследования в журнале Европейского союза наук о Земле «Earth System Dynamics».

Углеродное фермерство должно устранить коренной источник изменения климата: выбросы углекислого газа в результате деятельности человека, — рассказывает ведущий автор исследования Клаус Беккер из Университета Хлэнхайма в Штутгарте.

Природа лучше всех справляется с этой задачей, поможет она и нам, если мы поймем и сможем использовать ее механизмы работы для своих нужд на постоянной основе.

Когда дело доходит до удаления углерода из атмосферы, ученые считают, что ничто не справляется с этой задачей лучше ятрофа куркаса.

Это небольшое очень устойчивое к сухости дерево, поэтому он легко может быть посажен в жаркую и сухую землю, в непригодную для производства продуктов питания почву.

Хотя для роста ему все же требуется вода, так что идеальным местом для посадки будут прибрежные районы с доступом к опресненной морской воде.

Исследование, опубликованное в «Earth System Dynamics», показывает, что ятроф куркас может поглощать до 25 тонн углекислого газа из атмосферы в год в течение 20-летнего периода.

Плантации, занимающие лишь около 3% от Аравийской пустыни, смогут поглотить за несколько десятилетий весь углекислый газ, произведенный автомобильным транспортом в Германии за тот же период.

Около одного миллиарда гектаров земель, пригодных для углеродного фермерства, могут изолировать значительную часть CO2, выброшенного в атмосферу с начала промышленной революции.

Но существуют и другие преимущества этой методики. Стоимость углеродного фермерства колеблется от 42 до 63 евро за тонну СО2, что делает его конкурентоспособным с другими методами снижения CO2, например вылавливание и хранение CO2.

Кроме того, через несколько лет эти растения будут производить биоэнергию (в виде щепок) для поддержания производства электроэнергии, необходимой для опреснения воды и работы оросительных систем.

С нашей точки зрения, облесение как вариант геоинженерии для удаления из воздуха углерода — наиболее эффективный и экологически безопасный подход для смягчения последствий глобального изменения климата.

Растительность играет ключевую роль в глобальном углеродном цикле вот уже миллионы лет, в отличие от многих технических и очень дорогих методов геоинженерии , — поясняет Беккер.

Основными ограничениями для воплощения этого метода в жизнь являются отсутствие финансирования и малая осведомленность о преимуществах, которые крупномасштабные плантации могут дать в региональном климате, которые могут включать также увеличение облачного покрова и осадков.

Команда ученых надеется, что новое исследование получит достаточное распространение среди людей, чтобы совместными силами был создан пилотный проект углеродного фермерства.

Мы настоятельно рекомендуем уделить внимание изучению этой технологии в больших и малых масштабах и анализу ее преимуществ по сравнению с другими геоинженерными подходами, — заключает Вольфмайер.

И в Сахаре могут яблони цвести?

Несколько групп ученых независимо друг от друга разработали ряд проектов, которые навсегда изменят облик планеты. Начать решили с тех регионов, которые сегодня человеком вообще не используются. Цель №1 — самая большая пустыня в мире — африканская Сахара, по своей площади (9 млн. кв. км) сопоставимая с США. Ученые предлагают несколько способов превращения Сахары во вполне привлекательный регион с огромными лесными массивами, водоемами и сельскохозяйственными угодьями. Есть и менее амбициозные проекты, суть которых в том, чтобы, по крайней мере, ограничить расширение пустынных земель, которые уже сегодня занимают около 40% земной суши. Это расширение представляет собой настоящую экспансию. Только за период с 1945 года и до нашего времени для сельского хозяйства было безвозвратно утрачено более 1 млрд. гектаров плодородной земли — по площади это Китай и Индия вместе взятые.

Пустыни возникают не только потому, что человек нерационально использует землю, а в силу того, что происходят изменения климата. Озеленение пустынь может стать сильным оружием в борьбе с глобальным потеплением, считают ученые. Они подсчитали, что достаточно покрыть лесными массивами Сахару и Австралию, чтобы обеспечить ежегодно поглощение зеленью такого объема углекислого газа, какой производит вся промышленность планеты. Теперь дело за малым — засадить деревьями территории, где их никогда не было.

Один из самых нашумевших проектов по озеленению Сахары имеет ярко выраженный экологический характер. Американский биолог Леонард Орнштейн из университета Нью-Йорка и его коллеги-климатологи из NASA Дэвид Ринд и Игорь Алейнов не скрывают, что намного больше, чем вопросы земледелия, их занимает перспектива борьбы с глобальным потеплением.

Ученые провели компьютерное моделирование изменений климата, которые могут произойти, если существенная часть Сахары окажется засаженной лесом и превратится в один из крупнейших в мире лесных массивов. Результаты оказались более чем впечатляющими. В некоторых регионах африканского континента среднегодовая температура снизится на 5—8 градусов Цельсия. Кроме того, лесные массивы будут стимулировать увеличение количества осадков. По оценкам ученых, этот показатель вырастет с сегодняшних 700 мм в год до 1200, а то и больше. А это, в свою очередь, приведет к более активному образованию облаков, которые будут отражать часть солнечных лучей обратно в космическое пространство, что опять-таки станет ударом по глобальному потеплению.

Более чем радужные перспективы, вопрос только в том, как воплотить их в жизнь. Как сделать так, чтобы на месте бескрайних песков образовались обширные леса? Орнштейн и его коллеги уверены, что знают ответ на этот вопрос. Они предлагают опреснять океанскую воду и доставлять ее вглубь африканского континента — в самое сердце пустыни — при помощи длинных акведуков, оснащенных мощными насосами.

После того как будут высажены деревья, вода будет доставляться прямо к корням по герметичным пластиковым трубам, а затем будет осуществляться капельное орошение. Авторы проекта убеждены, что такая забота о деревьях позволит им расти даже в тех местах, которые сегодня принято считать абсолютно безжизненными. "Эвкалипты и многие другие тропические деревья обладают высокой устойчивостью к жаре при условии, что их корни регулярно получают достаточное количество влаги", — поясняет Орнштейн.

Ученые сразу оговариваются, что разработанный ими проект в случае его реализации обойдется в баснословные деньги. Постройка и поддержка всей необходимой инфраструктуры, ирригационного оборудования, работа опресняющих станций и прочие задачи будут обходиться не менее чем в два триллиона долларов ежегодно. Однако Орнштейн вовсе не считает эту цифру фантастической. По его словам, нужно быть готовым к тому, что любое серьезное решение по изменению климата, принятое в масштабе всей планеты, выльется в огромные деньги.

Кроме Сахары, технологию озеленения с закачкой пресной воды можно будет использовать и в других регионах планеты, говорят ученые. Кандидат №2 — Австралия, большую часть которой также занимают засушливые области.

В отличие от своих американских коллег, британские ученые мыслят больше не в экологическом, а в экономическом направлении. Чарли Пэтон, основатель компании Seawater Greenhouse, архитектор Майкл Паулин из фирмы Exploration Architecture и инженер Билл Уаттс из Max Fordham & Partners работают над проектом модернизации Сахары, который избавит засушливые районы Африки от нехватки пресной воды, обеспечит крупное производство биотоплива и снабжение энергией городов Африки и Европы.

Британцы собираются скрестить две новейшие технологии для того, чтобы использовать потенциал самого жаркого региона планеты. Первая из них — система концентрации солнечной энергии. Суть этой технологии в следующем — с помощью группы зеркал собираются солнечные лучи, которые нагревают воду, превращают ее в пар, приводящий в движение турбины электрогенератора. В Сахаре достаточно солнца для того, чтобы превратить регион в глобальную электростанцию, считают ученые. Полученную в Сахаре электроэнергию можно с минимальными затратами транспортировать по высоковольтным линиям по всей Африке и в Европу, уверены авторы проекта.

Вторая революционная технология — теплицы на морской воде, которые с легкостью превращают морскую воду в пресную. Система имитирует круговорот воды в природе. Морская вода нагревается с помощью концентрированных солнечных лучей, испаряется внутри теплицы, пар превращается в подобие облаков, которые затем оседают на полу теплицы в виде росы из воды, только уже пресной.

Seawater Greenhouse уже опробовала эту технологию в Испании и Саудовской Аравии. В построенных там теплицах с успехом выращивают овощи. Но разработчики уверены, что технология позволит выращивать и зерновые.

Ученые подсчитали, что теплицы в Сахаре смогут вырабатывать в пять раз больше пресной воды, чем необходимо для полива посевов в самих теплицах. Излишки воды могут использоваться для поливов почвы за пределами теплиц, что безусловно заставит пустыню отступать. Таким образом вокруг теплиц постепенно образуются пояса растительности. Со временем, возможно, и полноценные леса. При этом в теплицах можно будет выращивать продукты питания, а за их пределами — сельскохозяйственные культуры, пригодные для производства биотоплива. Что опять же послужит подспорьем в решении энергетических проблем Африки и Европы.

"Кривая Килинга"

Леонард Орнштейн и его коллеги — авторы проекта "освежения" пустынь с помощью опресненной воды — подсчитали, что если новые лесные массивы займут большую часть Сахары и Австралии, то они смогли бы поглощать до восьми миллиардов тонн углерода ежегодно. Примерно столько человечество выбрасывает в атмосферу каждый год путем сжигания ископаемого топлива. Значит, уже только эти леса могли бы стать отличным подспорьем в борьбе с глобальным потеплением.

Правда, далеко не факт, что таким образом удастся остановить процесс глобального потепления. Большинство ученых сходятся в том, что многие климатические процессы на Земле стали если не совсем необратимыми, то, по крайней мере, долгоиграющими. Несмотря на утверждения скептиков, мол, глобальное потепление — естественный процесс, к которому человеческая активность не имеет отношения, в целом научный мир разделяет гипотезу о роли цивилизации в изменениях климата.

Самым ярким доказательством этого является так называемая "кривая Килинга" — по сути, самый известный в научных кругах график. История его возникновения весьма любопытна, а его роль в науке сложно переоценить.

Пятьдесят лет назад молодой американский ученый Чарльз Килинг задался целью измерить уровень концентрации углекислого газа (СО2) в атмосфере. Для чистоты эксперимента Килинг решил проводить замеры вдалеке от цивилизации и выбрал два места — район Южного полюса и вершину вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах. Проведенные им измерения и стали первым предупреждением человечеству. Дело в том, что в 50-х гг. ученые не совсем представляли, что происходит с углекислым газом, который выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемых видов топлива. Многие предполагали, что он поглощается растительностью планеты.

Версия о том, что СО2 скапливается в атмосфере, была далеко не самой распространенной. Именно Килинг первым зафиксировал, что уровень концентрации углекислого газа в атмосфере постоянно растет. График этого роста и получил название "кривой Килинга". Ученый начал измерения в 1958 году, тогда на каждый миллион молекул в воздухе он зафиксировал 315 миллионов молекул углекислого газа. В наши дни кривая на графике движется в том же направлении — вверх. Сегодня на один миллион молекул в воздухе приходится уже 378 молекул СО2.