Geoinženýrství s využitím nanotechnologií by mohlo být zajímavým nástrojem manipulaci s klimatem. Neporoučeli bychom ani tak moc větru a dešti, ale mohli bychom lépe čelit příchodu dalších ledových dob nebo případnému přehřívání planety.
Hodně plánů a žádný reálný projekt Často se mluví o tom, že se podnebí Země otepluje kvůli lidské civilizaci a že bychom s tím měli něco dělat. Ať už je to pravda, či ne, faktem je, že vztah ke klimatu je výraznou Achillovou patou lidských společností od samotných počátků našeho druhu.
Až doposud bylo lidstvo ve vleku někdy i hodně krutých klimatických událostí, kterými nás planeta Země vydatně zásobuje i bez ohledu na jakýkoliv civilizační pokrok. Teď ale máme na dosah ruky technologie, které by nám mohly umožnit alespoň částečně ovlivnit klima na celé planetě.
Planetární inženýrství, nebo v případě Země „geoinženýrství“, zatím ještě nevybředlo z dětských nemocí. Existuje celá řada více či méně rozpracovaných konceptů, žádný globální geoinženýrský projekt se ale zatím nerozběhl.
Uvažuje se o regulování přicházejícího slunečního záření, což lze dělat například vypouštěním sloučenin síry do vyšších vrstev atmosféry, vytvářením mraků pomocí chemikálií z tankovacích letadel, nebo zesilováním odrazivosti mraků postřikem mořské vody. Další možností je stínění planety z oběžné dráhy nebo třeba konstruování chladných střech ze světlých materiálů, Jinou variantou je regulace množství skleníkových plynů hnojením mořského planktonu sloučeninou železa nebo mnoha různými technologiemi lapání a pohřbívání sloučenin uhlíku.
Někteří odborníci počítají s různými technologiemi chránícími arktický led nebo s mícháním teplé a studené vody oceánů pomocí soustavy svislých potrubí, ve hře jsou také geneticky modifikované organismy. Úkol pro diplomaty Hlavní problém je samozřejmě v tom, že doposud zcela nechápeme základní souvislosti fungování pozemského klimatu a jenom blázni by zasahovali do globálního klimatického systému naslepo. Pete Irvine z University of Bristol a jeho kolegové v časopise Geophysical Research Letters také trefně upozorňují, že jednotlivé státy planety mají poměrně rozdílný pohled na optimální klima. Pokud změnit podnebí, tak jakým směrem a s jakou intenzitou? Není to vůbec jednoduché, v mnoha zemích jde o spoustu lidských životů, které může zmařit například propad produkce potravin anebo překvapivá povodeň.
Existuje dokonce Úmluva o úpravách životního prostředí (Environmental Modification Convention), ratifikovaná zhruba 80 státy včetně České republiky, která výslovně zakazuje jakékoliv změny prostředí, nepřátelské vůči jiné zemi.
Pokud někdy dojde k planetárnímu inženýrství, bude to jistě vyžadovat spoustu diplomacie a kompromisů. Mnozí z těch, kteří volají po radikální nápravě klimatu, navíc poněkud překvapivě nemají geoinženýrství v lásce. Myslí si totiž, že by úspěšné planetární inženýrství nemravně podkopalo nadšení vlád i veřejnosti snižovat emise skleníkových plynů. Heslo „Geoengineering“ v anglické verzi Wikipedie velmi příznačně zmiňuje více kritiky a problémů, než samotných technologií a jejich přínosu.
Vznášející se nanočástice a mlha kyseliny sírové Přes všechny námitky je ale stále jasnější, že by bylo dobré mít k dispozici fungující technologii, která by v případě potřeby zasáhla do složité hry klimatu.
Se dvěma zajímavými nápady nedávno přišel kanadský klimatolog David Keith z University of Calgary, jehož studie publikovaly prestižní Proceedings of the National Academy of Sciences a Geophysical Research Letters. V obou případech se Keith zaměřil na manipulaci klimatu pomocí sloučenin síry, která má podstatnou výhodu v rychlosti zásahu.
S problematikou síry v atmosféře máme také alespoň letmé zkušenosti díky pozorování následků sopečných výbuchů, například slavné erupce vulkánu Pinatubo v červnu 1991. Na druhou stranu zase sloučeniny síry nijak neřeší stávající skleníkové plyny v atmosféře a jejich další možné důsledky, například okyselování oceánů.
Keith navrhuje použít nový typ nanočástic ve tvaru miniaturních disků, vyrobených z elektrostatických nebo magnetických materiálů. Díky tomu by se mohly v ohromných množstvích kontrolovaně vznášet v atmosféře nad ozonovou vrstvou pomocí fotoforetické síly čili vlastně tlaku světla a odrážet významnou část přicházejícího slunečního záření.
Dostatečná výška nad ozonem by jim poskytla delší životnost, což by příjemně snížilo náklady a technickou náročnost celého projektu. Mrak miniatruních disků by byl například užitečný kolem zemských pólů, kde by zpomalovaly tání ledu. Zatím jde samozřejmě jenom o teoretický koncept, který si vyžádá spoustu praktického výzkumu v laboratořích i venku v atmosféře. Je také otázkou, kolik by stálo vyrobení a použití potřebných milionů tun nanočástic a zda je vůbec podobný projekt ekonomicky zvládnutelný.
Kromě nanočástic Keith spolu s dalšími kolegy vymyslel i novou technologii uvolňování výparů kyseliny sírové nebo podobné sloučeniny z letadel. Tento postup by byl také v mnoha ohledech výhodnější než tradiční koncept pumpování oxidu siřičitého do atmosféry. Keithova metoda umožňuje větší kontrolu nad velikostí uvolňovaných částic, což by vedlo k efektivnějšímu planetárnímu inženýrství a zároveň ke snížení nechtěného oteplování nižších vrstev atmosféry, které jinak aplikaci sloučenin síry v atmosféře doprovází.
Badatelé si namodelovali, že kyselina sírová relativně rychle kondenzuje do mraků, přičemž vytváří větší počet částic s delší životností a menší velikostí, než je tomu v případě vypouštění oxidu siřičitého. Planetární inženýrství pro Zemi i vesmír Keith a jeho kolegové raději preventivně předcházejí hlasité kritice odpůrců manipulace klimatu a spatřují roli technologií planetárního inženýrství nikoliv jako alternativy, ale spíše jako podpory současně probíhajících snah o snížení emisí skleníkových plynů.
Na rozdíl od pohřbívání uhlíku, obchodování s emisními povolenkami a podobných vymožeností jsou ale Keithovy technologie mnohem univerzálnějším a hlavně levnějším nástrojem, který bychom mohli použít v kterémkoliv okamžiku vývoje pozemského klimatu oběma směry. Pokud se vše podaří, tak budeme mít k dispozici několik použitelných nástrojů pro opatrnou manipulaci podnebí na Zemi i jinde. V blízkém vesmíru jsme si již vytipovali několik nadějných planet a měsíců, které by se mohly stát domovem lidských kolonií. Právě promyšlené planetární inženýrství je k naplnění takových snů tím nejlepším předpokladem.
***
KLIMA V RUKOU ČLOVĚKA
Doposud bylo lidstvo ve vleku klimatických událostí, kterými nás planeta Země zásobuje bez ohledu na jakýkoliv civilizační pokrok. Nyní máme na dosah technologie, které by mohly pomoci alespoň částečně ovlivnit klima na celé planetě.
Rozprášit aerosolové částice do stratosféry a zmírnit dopad slunečních paprsků
Vyslat gigantické zrcadlo na oběžnou dráhu
Chemicky ochránit ozonovou vrstvu
Vytvářet mraky pomocí chemikálií a uměle vyvolávat déšť
Sázet geneticky upravené stromy, aby pohlcovaly více CO2
Návrhy, jak ovlivnit klima Podporovat růst mořského planktonu hnojením sloučeninami železa
Vhánět zkapalněný CO2 hluboko do moře
Pumpovat zkapalněný CO2 do podzemí
Pěstovat geneticky upravené plodiny, které nevyžadují tolik výjezdů zemědelské techniky
Pouště měnit v zelené plochy
Nový typ nanočástic ve tvaru miniaturních disků navrhuje použít kanadský klimatolog David Keith. Minidisky z elektrostatických nebo magnetických materiálů by se v ohromných množstvích kontrolovaně vznášely v atmosféře nad ozonovou vrstvou. Například kolem zemských pólů by stínily ledovce a zpomalovaly jejich tání.
O autorovi| STANISLAV MIHULKA, Autor je biolog a přednáší na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity
