Мечты фантастов рано или поздно в той или иной форме сбываются. Даже самые глобальные и, на первый взгляд, несбыточные. К таковым относятся и масштабные преобразования климата и природных условий отдельных регионов планеты. Многие фантасты XX века, которые описывали, как человек будущего будет переделывать планету под себя, могли лишь предполагать, как это можно осуществить на практике.
Первое десятилетие XXI века принесло долгожданные подвижки в этом направлении. 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.
ДЖУНГЛИ В САХАРЕ: ПУСТЫНЮ ЗАЛЬЮТ ПРЕСНОЙ ВОДОЙ
Плодородная пустыня. Вода, вырабатываемая теплицами, заставит пески Сахары отступить
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.
Хотя проект пока далек от воплощения в жизнь, у него уже есть немало противников. Помимо очевидного аргумента касательно баснословной стоимости озеленения пустыни, скептики также указывают на другие малоприятные моменты. Африка и так богата страшными инфекционными заболеваниями, говорят они, а когда с появлением лесов вырастет влажность, для возникновения инфекций будут созданы намного более благоприятные условия. Вдобавок такая коренная перестройка биосистемы и климата негативно отразится на существующих в регионе флоре и фауне.
САХАРА ДАСТ ЗЕРНО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
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.
СТРОЙКА ВЕКА: ПОЯВИТСЯ ВЕЛИКАЯ АФРИКАНСКАЯ СТЕНА
Голые пески. Пустыня расширяется из-за скудной растительности на прилегающих территориях
Молодой шведский архитектор Магнус Ларссон не стремится одолеть самую крупную в мире пустыню и превратить ее в гигантский лесной массив или неиссякаемый источник энергии. Он всего лишь озабочен тем, что пустыня, подстегиваемая глобальным потеплением, с большой скоростью расширяется, поглощая все новые некогда плодородные земли.
Выступая с презентацией своего проекта летом этого года на конференции по технологиям в Оксфорде, Ларссон привел печальную статистику, согласно которой Сахара продвигается к югу на один метр в день.
Сахара расширяется из-за изменений климата и нехватки растительности в прилегающих к пустыне зонах. Растения слабеют из-за повышения температуры и нехватки влаги, их засыпает песок. Растения умирают, оставляя пустоши, поглощаемые пустыней.
Ларссон не предлагает залить Сахару пресной водой или застроить теплицами. Швед задумал перегородить всю Африку гигантской стеной из песка. По задумке архитектора, таким образом удастся установить южную границу Сахары и уберечь те регионы Африки, в которых преобладают леса и плодородные земли, от наступления пустыни. "Мы остановим песок при помощи песка", — говорит Ларссон. Протяженность стены составит около 6 тыс. км. На западе она будет упираться в Атлантический океан на территории Мавритании. На востоке — дотянется до берега Аденского залива на территории Джибути.
Особый шарм проекту придает тот факт, что Ларссон собирается использовать при строительстве уникальные биотехнологии. В качестве цемента при возведении стены будет использована особая бактерия Bacillus pasteurii, которая выделяет вещество кальцит. Это самый настоящий биологический цемент, способный склеивать песчинки и удерживать в целости конструкции из песка. Эта бактерия повсеместно обитает в африканских болотах.
Ларссон собирается размещать в глубине песчаной стены пузыри, наполненные жидкостью с заветными бактериями. После того как стена будет возведена, строители проколют пузыри — и бактерия окажется в глубине песка, намертво скрепив всю конструкцию.
Архитектор считает, что такая стена, подкрепленная массовыми насаждениями деревьев и прочих растений, которые обычно сажают, чтобы избежать расширения пустынь, сможет остановить продвижение Сахары на юг. Песок, гонимый ветром, как правило, не набирает особенно больших скоростей, поэтому он в большинстве случаев не сможет преодолеть даже относительно невысокую стену. Наоборот, скопления песка со стороны пустыни будут лишь укреплять постройку.
Зафиксировав Сахару в ее нынешних границах, можно будет спасти сотни тысяч гектаров плодородных земель от уничтожения и предотвратить необходимость переселения миллионов африканцев, убежден изобретатель. Правда, о том, во сколько может обойтись его проект, он пока не говорит.
ЛЕСА В ПУСТЫНЕ ОХЛАДЯТ ПЛАНЕТУ
Сахара. Самую крупную в мире пустыню, хотят оградить от остального мира и превратить в лесной массив
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.