Atmosférickí vedci z Utahu odhaľujú, že navrhovaná stratégia v oblasti geoinžinierstva na odstránenie silného skleníkového plynu by mohla zhoršiť kvalitu ovzdušia a zároveň priniesť len minimálne výhody.
Vedci použili globálny model chemického transportu s názvom GEOS-Chem na simuláciu následkov uvoľnenia peroxidu vodíka z veží. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Wojciech Szymanski
Atmosférickí vedci z Utahu odhaľujú, že navrhovaná stratégia v oblasti geoinžinierstva na odstránenie silného skleníkového plynu by mohla zhoršiť kvalitu ovzdušia a zároveň priniesť len minimálne výhody.
Keďže ľudská činnosť uvoľňuje do atmosféry čoraz väčšie množstvo skleníkových plynov, objavili sa viaceré geoinžinierske návrhy s rozsiahlymi riešeniami globálneho otepľovania.
Peroxid vodíka do atmosféry
Cieľom tohto úsilia je buď znížiť koncentráciu uhlíka v atmosfére, alebo znížiť ich otepľovacie účinky. Jeden z takýchto návrhov spočíva v zavedení peroxidu vodíka do atmosféry. Zástancovia tvrdia, že tento prístup by mohol oxidovať metán (CH₄), vysoko silný skleníkový plyn, a zároveň zlepšiť kvalitu ovzdušia.
Ako píše portál Sci Tech Daily, vedci z Utahskej univerzity Alfred Mayhew a Jessica Haskinsová sú však k tomuto nápadu skeptickí, a tak sa rozhodli otestovať jeho možné vedľajšie účinky. Výsledky potvrdzujú ich pochybnosti a zistené informácie ponúkajú agentúram, ktoré zvažujú odvrátiť zmenu klímy týmto spôsobom.
Vedľajšie účinky
„Naša práca ukázala, že účinnosť navrhovanej technológie bola pomerne nízka, čo znamená, že by bolo potrebné široké aplikovanie technológie, aby sa dosiahol akýkoľvek zmysluplný vplyv na atmosférický metán,“ povedal Alfred Mayhew, postdoktorandský výskumník z univerzitného Centra Wilkesovcov pre klimatickú vedu a politiku (Wilkes Center for Climate Science & Policy).
Mayhew ďalej vysvetľuje, že ich výsledky naznačujú, že ak sa táto technológia prijme a použije vo veľkom rozsahu, budeme pozorovať niektoré negatívne vedľajšie účinky na kvalitu ovzdušia, najmä pri znečistení ovzdušia pevnými časticami v zime.
Pozrite si
Chyba v teórii
Vedci z Utahu na vykonanie štúdie modelovali, čo by sa stalo, keby sa nasadila technológia patentovaná kanadskou spoločnosťou, ktorá navrhuje rozprašovať aerosólový peroxid vodíka (H₂O₂) do atmosféry počas denného svetla zo 600-metrových veží.
Tieto veže by sa priblížili k výške najvyšších rádiových veží na svete. „Keď je peroxid vodíka v prítomnosti slnečného žiarenia, vytvorí skutočne silný oxidant, hydroxylový radikál OH. Je to prírodná práčka v atmosfére a môže pomôcť urýchliť premenu metánu na oxid uhličitý,“ povedala Jessica Haskinsová, odborná asistentka atmosférických vied.
Metán je jednoväzbová molekulárna kombinácia uhlíka a vodíka na rozdiel od dvojito viazaných zlúčenín, ktoré sú v atmosfére oveľa bežnejšie. Hydroxyly s väčšou pravdepodobnosťou oxidujú tieto molekuly s dvojitou väzbou, ako je izoprén pochádzajúci zo stromov alebo prchavé organické zlúčeniny, takže OH podľa vedkyne jednoducho nie je taký účinný na rozklad metánu. „OH nereaguje rýchlo s metánom, reaguje s množstvom iných látok,“ vysvetlila Haskinsová.
Antropogénne zdroje, najmä ropné, plynárenské a uhoľné prevádzky a skládky, predstavujú 60 percent celosvetových emisií metánu. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: MaYcaL
Vplyv metánu
Zatiaľ čo oxid uhličitý z fosílnych palív nesie veľkú časť viny za zmenu klímy, metán je tiež veľkým prispievateľom. Primárna zložka zemného plynu spaľovaného v domácich spotrebičoch a elektrárňach, metán, má až 76-krát väčší účinok na otepľovanie klímy ako oxid uhličitý v časovom rámci dvadsať rokov.
Metán pretrváva v atmosfére iba dvanásť rokov, kým sa nakoniec rozloží na oxid uhličitý a vodu, ale podľa Medzinárodnej energetickej agentúry je plyn vinný za takmer tretinu nárastu globálnych teplôt od priemyselnej revolúcie. Antropogénne zdroje, najmä ropné, plynárenské a uhoľné prevádzky a skládky, predstavujú 60 percent celosvetových emisií metánu.
Nevieme, čo by sa stalo
Umelé zrýchlenie oxidácie metánu by mohlo spomaliť zmenu klímy, ale takéto geoinžinierske projekty by mohli mať nepriaznivé účinky na životné prostredie, ktoré sa Haskinsovej laboratórium snaží charakterizovať.
Nedávna správa Národnej akadémie vied dospela k záveru, že nezamýšľané dôsledky technológií odstraňovania metánu v atmosfére sú pravdepodobne významné, ale zle pochopené.
Haskinsovej štúdia vyzýva na preskúmanie týchto technológií, ako je tá, ktorá by uvoľňovala obrovské množstvo peroxidu vodíka. „Mohli by sme si kúpiť asi päťdesiat rokov a vyhnúť sa niektorým bezprostredným vplyvom zmeny klímy, ale nikto predtým neurobil žiadne štúdie vedľajších účinkov, aby zistil, čo sa stane,“ varovala Haskinsová a poukázala na to, že toto je úplne prvý dokument, ktorý hodnotí akékoľvek vedľajšie účinky kvality ovzdušia takýchto geoinžinierskych riešení.
„V podnebí môže prebiehať veľa spätných väzieb.“
Nebezpečná činnosť
Manipulácia s takým zložitým systémom, akým je zemská atmosféra, je vo svojej podstate nebezpečná činnosť, ktorá môže viesť k nepredvídaným problémom. „V podnebí môže prebiehať veľa spätných väzieb. Atmosférická chémia je len jedným príkladom. Zmeníte jednu vec a myslíte si, že to urobí niečo, ale v skutočnosti to môže urobiť opak v inej oblasti,“ povedala Haskinsová.
Vedkyňa spomenula napríklad znepokojujúcu históriu umelých plynov nazývaných chlórfluórované uhľovodíky (CFC), ktoré sa prehnali do ochrannej vrstvy ozónu, ktorá chráni Zem pred škodlivým ultrafialovým žiarením.
„Začali sme používať CFC v priemysle ako pohonné látky a chladivá a zrazu sme spôsobili ozónovú dieru,“ pripomenula a dodala, že následkami sa zaoberáme už štyridsať rokov, pričom problém má pretrvávať pravdepodobne až do roku 2060. „Takže si musíme dávať pozor na to, čo robíme,“ zdôraznila.
Vedkyňa argumentuje ozónovou dierou, ktorú sme spôsobili používaním chlórfluórovaných uhľovodíkov. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Stiggdriver
Globálny model chemického transportu
Mayhew a Haskinsová použili globálny model chemického transportu s názvom GEOS-Chem na simuláciu následkov uvoľnenia peroxidu vodíka z veží. Cieľom bolo odhadnúť, koľko metánu by sa oxidovalo v troch rôznych emisných scenároch, od ľahkého po extrémny.
Ich simulácia predpokladala použitie päťdesiatich veží rozmiestnených po celej Severnej Amerike. Scenár so stredným uvoľňovaním peroxidu počítal s tým, že by každá veža striekala 612 gramov za sekundu počas desiatich hodín denne v trvaní jedného roka.
„Toto navrhované riešenie jednoducho neodstráni žiadne zmysluplné množstvo metánu z atmosféry. Nevyrieši to globálne otepľovanie. Zistili sme, že päťdesiat veží by mohlo znížiť ročné antropogénne emisie metánu o 0,01 percenta,“ povedala Haskinsová.
„Na odstránenie 50 percent antropogénneho metánu by ste potrebovali asi 352 000 veží. Je to šialené číslo. A ak by ste urobili 50 veží s väčším obsahom postrekov, potrebovali by ste asi 43 000 veží,“ dodala. Medzitým by sa na miestach so zlou kvalitou ovzdušia v zime mohlo výrazne zhoršiť znečistenie časticami.
Zdroj: Sci Tech Daily, International Energy Agency, National Academy of Sciences, Mayhew, A. W., Haskins, J. D.: Potential Air Quality Side-Effects of Emitting H2O2 to Enhance Methane Oxidation as a Climate Solution
(LDS)
