По мере того как земля продолжает нагреваться, становится все более очевидным, что мы не можем игнорировать необходимость использования геоинженерии, отрасли науки, которая разрабатывает методы искусственного охлаждения планеты. Действительно, вскоре может возникнуть потребность в принятии решительных мер для предотвращения наихудших последствий изменения климата. Однако это не означает, что эксперименты по геоинженерии должны проводиться без осторожности и осознанности, поскольку основное влияние этих опытов может в конечном итоге принести больше вреда, чем помощи.
Использование железа как метод геоинженерии в основном рассматривался в конце 1990-х – начале 2000-х годов, и, как идея, он возник из-за фундаментального океанографического вопроса: почему в некоторых районах океана очень низкие объемы планктона, даже если в них имеется достаточное количество питательных веществ для его роста?
В большинстве районов океана фитопланктон, крошечные растениеподобные существа, которые производят большую часть кислорода в океане (и около половины кислорода на планете), нуждаются только в двух вещах: свет и питательные вещества. Но есть некоторые районы океана, которые содержат высокие уровни питательных веществ и практически не содержат фитопланктон, даже в солнечные периоды. Эти регионы с высоким содержанием питательных веществ и при этом отсутствием планктона озадачивали океанографов до 1990 года, когда ученый по имени Джон Мартин предположил, что железо может быть недостающим звеном.
Железо представляет собой микроэлемент – он не нужен живым организмам в больших количествах, но совсем без железа они не смогут обойтись. Такие места, как Южный океан у побережья Антарктиды, почти не содержат железа. Это потому, что железо является условно земным микроэлементом, то есть оно происходит от земли. Наиболее распространенными источниками железа в океане являются реки и пыль, которую ветер несёт в них из пустынь. Антарктика, покрытая льдом и изолированная от других континентов, не имеет таких источников. Мартин предположил, что именно поэтому фитопланктон там не растет. Чтобы доказать это, ученые провели эксперименты по железной фертилизации путем искусственного добавления железа в океан и проверили, повлияет ли это на фитопланктон. В течение дня после добавления растворенного железа в океан ученые обнаружили цветение микроорганизмов.
Это исследование было интересным и захватывающим, но самой интересной частью для некоторых людей была связь между фитопланктоном и углекислым газом. Как и растения на суше, фитопланктон – фотосинтезирующие организмы. Они используют углекислый газ для создания кислорода и с таким большим, бедным железом пространством в Южном океане, исследователи океанографии во многих институтах всего мира начали задаваться вопросом: можем ли мы изменять климат, контролируя количество железа в океане?
На самом деле, всё не так просто. Было доказано, что искусственная фертилизация океана посредством повышения концентрации железа оказалось неэффективной для удаления углекислого газа из атмосферы. И в связи с опасностью, что продолжение этих исследований может нанести вред природной среде, стимулировав распространение инвазивных (принесённых) видов или изменив экосистему, исследование было остановлено.
Некоторые эксперименты продолжались секретно. В 2012 году бизнесмен по имени Рус Джордж использовал данный метод у побережья Британской Колумбии, Канада, для роста популяций лосося, предполагая, что лосось будет питаться от цветения фитопланктона. Согласно журналу Nature, ученые не нашли никаких доказательств того, что эта схема действительно работала.
Начиная с 2008 года почти не было сообщений о железе в Южном океане, влияющем на климат. Однако новые открытия Гэри Шаффера, исследователя из Университета Магальяна в Пунта-Аренас, Чили, и Фабриса Ламберта, доцента Папского католического университета Чили, показывают, что вопрос о железе не полностью закрыт. Их исследования, направленные на атмосферную пыль, основной источник океанического железа, свидетельствуют о том, что пыль и железо в ней, возможно, способствовали началу ледникового периода. И понимание того, как Земля естественным образом охладилось в прошлом, до вмешательства человека, позволило бы нам лучше понять, как Земля может остыть в будущем.
Ледниковые периоды на самом деле являются обычными событиями. За последние 800 000 лет их было целых восемь. В определенной степени их можно объяснить изменениями орбиты Земли. Тем не менее одна любопытная вещь о последних нескольких ледниковых периодах заключается в том, что результаты исследований показывают уменьшение углекислого газа во время них, способствуя глобальному охлаждению посредством отражения солнечного света, когда частицы пыли в атмосфере отражают поступающий солнечный свет обратно в космос, и увеличение объёмов железа.
И хотя Антарктида обычно находится далеко от любых источников пыли, исследования Шаффера и Ламберта показывают, что количество пыли в атмосфере значительно возрастало непосредственно перед началом последних трех ледниковых периодов.
В то время как скептики заявляют, что этот эффект недостаточно силен, чтобы вызвать ледниковый период, Шаффер и Ламберт находят в образцах пород убедительные доказательства того, что пыль в атмосфере могла обеспечить последний толчок к ледниковому периоду. Используя компьютерное моделирование, они испытали как эффект отражения солнечного света, так и изменение количества железа, и оба они оказались значительными. Их исследования показывают, что фертилизация океана может сыграть определенную роль в охлаждении Земли.
Однако это еще не означает, что повышение концентрации железа является решением проблем изменения климата. Работа Шаффера и Ламберта показала, что железо может способствовать приближению нового ледникового периода, который уже находится в процессе развития, а не то, что он может начать ледниковый период с нуля. Потенциальные риски искусственной фертилизации по-прежнему необходимо тщательно изучить, прежде чем вновь использовать её в геоинженерии, чтобы мы могли полностью понять эффекты, которые этот метод оказывает на окружающую среду, и быть готовыми к любым последствиям.
