Tvrdá rana pre geoinžinierstvo

Erupcia Eyjafjallajökullu nepodporila absorbciu CO₂ oceánom

Možno si ešte spomínate na dramatickú situáciu z európskych letísk z druhej polovice apríla 2010. Pred tromi rokmi sa totiž na Islande po takmer 190 rokoch prebudila k životu necelých 1700 metrov vysoká a do tej doby len málo známa sopka Eyjafjallajökull (známa tiež ako Eyjafjöll), ležiaca v tieni známejšieho a podstatne aktívnejšieho vulkánu Katla. Aj keď sopka pripomenula vulkanológom svoj aktívny status už v marci 2010, riadne si začala „odkašliavať“ až o mesiac neskôr, 14. apríla, kedy sa do výšky približne 8 km vzniesli prvé oblaky tmavého sopečného popola a prachu a namierili si to priamo do Európy, kde doputovali deň po erupcii. Výsledkom bolo uzavretie vzdušného priestoru pre leteckú dopravu vo väčšine krajín západnej a strednej Európy, desaťtisíce zrušených letov a v neposlednom rade aj značný chaos na letiskách a veľké masy nespokojných cestujúcich, netrpezlivo čakajúcich v odletových halách. 

Obr. 1-2: Sopka Eyjafjallajökull pri erupcii v apríli 2010 (Foto: Ólafur Sigurjónsson)

A prečo to teraz spomíname? Popol, ktorý Eyjafjallajökull produkoval a putoval z ostrova prevažne južným alebo juhovýchodným smerom, obsahoval, okrem iných prvkov, aj značné množstvo železa. Jeho väčšia časť nakoniec skončila v oceáne v priestore medzi Islandom, Britskými ostrovmi a pobrežím Nórska. Pre vedcov sa erupcia islandskej sopky stala výbornou príležitosťou otestovať, do akej miery dokáže zvýšené množstvo železa stimulovať rast fytoplanktónu v povrchových vrstvách oceánu, a to zvlášť v oblastiach, kde dochádza k významnému záchytu atmosférického CO₂. 

Fytoplanktón sú drobné morské organizmy pohlcujúce pri procese fotosyntézy oxid uhličitý (CO₂). Pre stimuláciu svojho rastu však okrem samotného CO₂ potrebujú aj železo, rozptýlené v morskej vode. Bez prítomnosti železa je ich rast minimálny alebo skoro žiadny, úmera platí aj naopak – ak pridáme do vody väčšie množstvo Fe, rast fytoplanktónu ako aj samotné rozmnožovanie sú rýchlejšie, čo sa odráža aj vo väčšom množstve zachyteného CO₂. Uhlík z CO₂ je organizmami následne zabudovaný do tvrdých, prevažne vápnitých schránok, ktoré po odumretí planktónu klesajú na morské dno. 

 

Obr. 3: Sopka Eyjafjallajökull (vľavo) „očami“ meteorologickej družice dňa 17.4.2010. Oblak popola a prachu sa v tento deň šíril prevažne na juh od ostrova Island. (Foto: REUTERS/NERC Satellite Receiving Station, Dundee University, Scotland); v prípade, že sa sopečný prach a popol dostanú pri erupciách až do stratosféry, môžu mať bezprostredný vplyv na klímu danej pologule, v prípade mimoriadne silných erupcií majú dôsledky väčšinou globálny rozsah (Pinatubo, El Chichon) (vpravo; Foto: HALLDOR KOLBEINS/AFP/Getty Images)

Obr. 4: Kompozičná mapa zachytávajúca rozsah spadu vulkanického popola a prachu zo sopky Eyjafjallajökull v dňoch 14.-25. apríla 2010 (Zdroj: Wikipedia)

Experiment mal teda potvrdiť alebo naopak vyvrátiť, či teoretické úvahy o  ukladaní CO₂ do oceánov prostredníctvom umelého pridávania železa do morskej vody majú vôbec svoje opodstatnenie, a to najmä v prípade ak sa takéto zásahy aplikujú na väčšiu plochu. Nádeje vkladané do tohto výskumu boli celkom určite veľké, no nakoniec sa zistilo, že vulkanický prach bohatý na železo síce dokázal podporiť rast planktónu, no nie na tak dostatočne dlhú dobu, aby sa to prejavilo aj vo zvýšenej absorbcii CO₂. Zvýšený rast planktónu bol na jar 2010 zaregistrovaný na ploche približne odpovedajúcej Francúzsku (cca 550 tisíc km²), no ako sa neskôr ukázalo, bujnenie morských mikroorganizmov trvalo len do chvíle, kedy sa vo vode spotrebovala väčšia časť dusíku. Výsledky tohto výskumu sú celkom určite zlou správou pre zástancov a podporovateľov geoinžinierstva, ktorí sa domnievajú, že by to v budúcnosti mohol byť jeden z možných spôsobov ako sa vysporiadať s klimatickou zmenou.

Obr. 5: Možné vízie geoinžinierstva

Geoinžinierstvo je technické označenie pre cielené a umelé zásahy v zemskej atmosfére alebo na zemskom povrchu (napr. v biosfére pevnín či oceánoch), ktoré by podľa mnohých, dokonca aj niektorých klimatológov, mohli efektívne spomaliť nárast globálnej teploty vzduchu na znesiteľnejšie tempo. Keďže plán A, zredukovať emisie skleníkových plynov, stále akosi nevychádza a dojednanie akýchkoľvek globálnych záväzkov sa stráca v hmlistom opare nedosiahnuteľných kompromisov zúčastnených strán, bude možno nevyhnutné začať niektoré geoinžinierske prístupy považovať za alternatívny plán B. Do istej miery zarážajúce na tom všetkom je však to, že bez adekvátne komplexného výskumu ho za plán B považujú mnohí už teraz. Kde je teda problém?

Či už ide o „zatemnenie“ oblohy prachovými časticami vynesenými vysoko do stratosféry, alebo stimulovanie množstva fytoplanktónu v oceánoch pridaním žiadaných nutrientov (najmä železa), prípadne menej kontroverzné ukladanie CO₂ do podzemných uložísk, problémom sú takmer vždy buď neúnosne vysoké náklady, príliš neisté výsledky, alebo aj obava z možných rizík plynúcich z vedľajších následkov, o veľkosti a dopade ktorých dnes nemáme takmer žiadne presnejšie informácie. Ako som uviedol už vyššie, v tomto smere chýba komplexnejší výskum. Niet sa potom čomu čudovať, že akýkoľvek pokus o uvedenie geoinžinierstva do praxe sa zatiaľ stretáva, a to nielen medzi vedcami, s nevôľou, či dokonca až pohoršením. 

Naposledy to bolo v spojitosti s uložením približne 100 t síranu železnatého na dne Tichého oceánu v blízkosti kanadského pobrežia, ktorý mal stimulovať rast fytoplanktónu. Výsledok tohto experimentu bol nakoniec náhodne objavený aj družicovými meraniami, o konečnom efekte na zvýšený záchyt CO₂ z atmosféry fytoplanktónom však zatiaľ iniciátori mlčia.

Na margo uvedeného pokusu je možné spomenúť tiež úplne nové zistenie austrálskych vedcov, ktorí vypočítali, že fertilizácia oceánu železom by bola nakoniec krajne neefektívna, a v konečnom dôsledku by sa premietla len do záchytu 10 kg CO₂ na 1 km² plochy oceánu (Zdroj).

Známa je tiež séria projektov finančne podporovaná Billom Gatesom zameraná hlavne na zvýšenie odrazivosti (albeda) povrchu planéty pre priame slnečné žiarenie prostredníctvom podporenej tvorby nízkej oblačnosti rozprašovaním morskej vody do atmosféry (približne do výšky 1 km). Nedávna štúdia kolektívu autorov, štedro podporovaného B. Gatesom, dokonca prišla s návrhom a vedeckým dôkazom, že regionálne obmedzené zvýšenie albeda v určitej časti roka by mohlo napríklad znížiť stratu arktického zaľadnenia v teplom polroku (MacMartin et al., 2012; DOI: 10.1038/nclimate1722).  

Nuž, možno áno a možno aj nie. Každopádne, ak niekedy v budúcnosti nakoniec svetové spoločenstvo tieto zásahy odobrí, bude to “experiment“, za ktorý budeme musieť zaplatiť dosť vysokú cenu, oveľa vyššiu než povedzme kvôli znižovaniu emisií CO₂. Globálny geosystém je pre nás stále veľkou neznámou a vedieť ako sa pri týchto umelých zásahoch presne zachová je v dnešnej dobe takmer nemožné.

Zdroje
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=seeding-atlantic-ocean-with-volcanic-iron-did-little-to-lower-co2&WT.mc_id=SA_DD_20130322
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50221/abstract 
http://www.shmu.sk/en/?page=1744&id=&ocid=154