Почему проще озеленить Марс, чем спасти Землю от изменения климата

Можно быть уверенным, что, когда Илон Маск улетит в космос, чтобы провести пенсию на потенциально обитаемых просторах Марса, нас и всех, кого мы знаем, там не окажется. Как и миллионов людей, которые  потеряют свои дома из-за изменения климата на Земле — например, жителей атолла Килинаилау, который в этом году уйдёт под воду. Если обитаемой можно сделать целую планету, почему никто не пишет о том, как восстановить Землю? Не говорят ли все эти апокалиптические прогнозы о том, что желая начать с чистого листа на Марсе, мы, по сути, признаём, что те, у кого нет миллиардов долларов, — неудачники, не прошедшие естественный отбор?

Последние несколько лет наука создаёт всё более понятную картину обитаемого Марса. Правда, по последним оценкам, создание атмосферы, в которой люди смогут дышать, займёт несколько сотен тысяч лет, да и поверхность планеты токсична. Полёты же на Марс остаются настолько затратными, что учёные предлагают печатать людей прямо там. И всё же, почему бы вместо этого не озеленить пустыни на Земле, которые становятся всё менее пригодными для жизни? Об этом мы решили узнать у Кристофера Маккея, старшего научного сотрудника NASA. Маккей известен по статье Making Mars Habitable, которая появилась за два года до того, как Марсианская трилогия Кима Стэнли Робинсона захватила умы людей. Мы обсудили смелые попытки удобрять океаны и распылять аэрозоли в атмосфере, баланс в изменении климата, а также — реалистичные сроки, в которые получится сделать Марс обитаемым.

Всего к Марсу запустили 40 космических аппаратов. Расходы NASA на все полёты к Марсу к 2015 году составили $8,64 млрд ($16,46 млрд с учётом инфляции).

«Компания Илона Маска добилась того, 
на что раньше были способны только целые государства»

 Пять лет назад высказывание Илона Маска, что он хочет провести пенсию на Марсе, звучало смешно. На ваш взгляд, за это время люди начали воспринимать терраформирование как нечто реализуемое?

Когда лет 10 назад кто-нибудь говорил, что хочет жить на Марсе, это вызывало улыбку — как туда добраться? Но Маск повернул всё так, что об этом заговорили всерьёз. Его компания добилась того, на что раньше были способны только целые государства. Джон Гленн стал в США легендой, первым совершив орбитальный космический полёт. Юрий Гагарин вышел на орбиту, один раз облетел Землю, совершил посадку — а вместе с тем и революцию. Несколько лет назад то же проделали китайцы, и это стало для них достижением. Выход на орбиту и безопасное приземление были первыми шагами для космической державы. А Илон Маск удивил всех тем, что основал частную компанию и добился того же за несколько лет.

 Из-за перхлоратов (Солей и эфиров хлорной кислоты. — Прим. ред.) поверхность Марса токсична. Не проще ли превратить Сахару в дождевые леса, чем сделать Марс обитаемым? Можно ли проводить терраформирование на уровне региона?

Хотя из-за перхлоратов поверхность Марса непригодна для жизни, это можно рассматривать не только как препятствие, но и как благоприятное стечение обстоятельств. Я был одним из авторов исследования, которое говорит о том, что перхлораты могут быть важным источником кислорода. Вообще на Марсе ничего не мешает создать огромную замкнутую экосистему — что-то вроде Biosphere 2, созданной в 80-х в Аризоне. Это довольно очевидная вещь — создать теплицу на Марсе и жить в ней. Но это никак не связано с терраформированием, это просто биологическая система жизнеобеспечения.

Кристофер Маккей

старший научный сотрудник подразделения планетарных систем NASA 

Маккей изучает эволюцию Солнечной системы и происхождение жизни. 

Написал ряд робот, посвящённых терраформированию Марса и геоинженерии Земли. Сейчас участвует в подготовке будущих полётов на Марс.

В случае же с Сахарой можно изменить климат в одном регионе, но это обязательно повлияет на климат в других регионах. Конечно, можно сделать так, чтобы Сахара больше не была пустыней, но это может привести к тому, что пустыней станет, например, вся Европа. Всё-таки Земля — очень сложная система, и все регионы находятся в постоянном взаимодействии. А потому программу по изменению климата в Сахаре никто никогда не поддержит.

 Намеревается ли кто-нибудь создавать замкнутые биосферы и изолировать регионы, чтобы климат там оставался прежним?

Я уже упомянул Biosphere 2 — это была попытка доказать, что такое возможно. Есть и те, кто создаёт семенные фонды и другие похожие вещи. Правда, я не слышал о проектах по созданию сред обитания, защищённых от изменения климата. Это интересная идея.

Распыление атмосферных аэрозолей сравнивают с охлаждающим эффектом аэрозолей, которые выбрасывают вулканы. После извержения Пинатубо на Филиппинах в стратосфере образовался аэрозольный слой, что привело 
к глобальному охлаждению.

 В своих исследованиях вы упоминали такие методы геоинженерии, как удобрение океана и распыление аэрозолей в стратосфере. Насколько они могут быть эффективны?

Я считаю, что они оба реализуемы и эффективны. Как только начнутся геоинженерные эксперименты, хотя бы один из этих методов обязательно опробуют.

«У нас романтическое восприятие Земли — будто она создана специально для нас»

 Исчезает множество видов живых организмов, и есть огромное количество климатических проблем, которые оказываются побочными эффектами побочных эффектов. Геоинженерия может помочь отдельным видам выжить или они обречены на вымирание?

На Земле сложно менять окружающую среду.

Людей очень много, да и всё переплетено друг с другом. Я всегда привожу студентам аналогию между людьми на Земле и слоном в посудной лавке — что бы мы ни делали, мы что-то ломаем. А на Марсе мы уже слон, которого выпустили на волю, — что бы он после себя ни оставил, от этого будет только польза — совершенно другое дело.

Думаю, рано или поздно мы сможем остановить вымирание видов, и геоинженерия окажется частью решения проблемы. Но на Земле все проблемы связаны друг с другом. Так, многие города построены рядом на берегу океанов и морей. Если уровень мирового океана поднимется, для биосферы это не будет бедой: тем же аллигаторам всё равно, какой уровень океана, у них просто немного изменится среда обитания. Но для жителей Майами и Нью-Йорка это беда. Простого решения проблемы нет, но я убеждён, что нам обязательно придётся научиться геоинженерии — по-другому никак.

 Вы как-то писали, что было бы хорошо сделать Марс обитаемым хотя бы для каких-то форм жизни — пусть среди них и не будет людей. Почему так?

Смысл того высказывания в том, чтобы восстановить на Марсе те условия, которые были там раньше. Решение довольно прямолинейное — нагреть Марс, чтобы на планете появились плотная атмосфера, плотный углекислый газ, вода и нитраты из почвы. Так Марс станет обитаемым для живых организмов и приблизится к состоянию Земли в прошлом. У нас романтическое восприятие Земли — будто она создана специально для нас и всегда была пригодна для нас, но это не так. Если бы вы появились на Земле в прошлом, высока вероятность того, что вы бы просто не смогли там дышать, потому что вам не хватало бы кислорода.

Простейший способ терраформировать Марс — это сделать его обитаемым для растений, насекомых и, возможно, некоторых млекопитающих — например, голых землекопов, которым не нужно много кислорода. Но люди в таких условиях не смогут жить на планете так, как они живут на Земле. Когда мы говорим об «обитаемом» Марсе, мы имеем в виду «обитаемом для нас». Мы исходим из представления, что мы и есть жизнь.

Теперь давайте вернёмся к буквальному значению слова «терраформирование». Что мы хотим — превратить Марс в копию Земли или заселить Марс живыми организмами? Последнее не так сложно осуществить, но это будет планета с деревьями, насекомыми и мелкими млекопитающими. Сделать же из Марса копию Земли нелегко — нужно несколько сотен тысяч лет на то, чтобы там стало достаточно кислорода. На Земле это заняло миллиарды лет.

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США, март 2015 года был самым тёплым мартом за всю историю наблюдений с 1880 года. Самый тёплый год в истории — 2014-й.

«Государство никогда не регулирует то, что ещё не произошло»

 Вы писали о том, что полное терраформирование станет теоретически возможным за 17 лет при энергетической эффективности и эффективности превращения двуокиси углерода в кислород на уровне 100%. Ваша реалистичная оценка показала, что на деле первый показатель будет на уровне 10%, второй — на уровне 0,01%.

Да, это так.

← Проект «засеивания облаков», созданный Стивеном Солтером и Джоном Латаном из NASA. Его идея — распылять воду из океана в атмосферу, чтобы частицы соли делали облака более плотными и улучшали их отражающие свойства.

 Возможно ли такое, что тот же Илон Маск создаст невероятную технологию, которая сделает терраформирование реализуемым при нашей жизни?

Хороший вопрос. Давайте рассмотрим его с точки зрения математики. Если бы эффективность превращения солнечной энергии в кислород была на уровне 100%, можно было бы создать пригодную для жизни людей атмосферу примерно за 20 лет. Это небольшой срок, только вот эффективность на уровне 100% недостижима. Так, земная биосфера производит его с эффективностью на уровне 0,01%. А значит, создание пригодной среды обитания займёт 100 000 или 200 000 лет.

Из этого следует вопрос — а можем ли мы увеличить эффективность экосистем до 10% или хотя бы 1%? Современной науке это не по силам, но можно представить, что со временем в синтетической биологии случится прорыв. Эффективность достигает 1%, и теперь создание пригодной для обитания среды займёт 2000 лет. Это всё ещё долго, но не слишком. А если быть оптимистом и представить, что эффективность достигнет 10%, то терраформирование займёт 200 лет. Это уже не так много времени.

Люди часто задаются вопросом — а почему мы используем для терраформирования растения, а не роботов? Преимущество растений в том, что ими можно покрыть всю планету — и они будут везде собирать солнечный свет. В случае же с роботами придётся придумать, как сделать, чтобы они были по всей планете, и откуда они будут брать энергию.

В 2010 году компания Haida Salmon Restoration без разрешения распылила 100 тонн сульфата железа над поверхностью Тихого океана, чтобы вызвать цветение воды — развитие фитопланктона, поглощающее углекислый газ из атмосферы. Международная морская организация, специализированное учреждение ООН, осудила эксперимент за то, что он проводился без надзора со стороны.

 Ходят слухи, что уже есть действующие инициативы по изменению климата на Земле. Вы о таких знаете?

Нет, но вот что могу сказать. По геоинженерии проводят исследования и предлагают пилотные проекты, но ни один пока не приняли. В Великобритании один почти приняли, но в последний момент отказались от него. Слишком уж это болезненная тема. Ни в одной стране пока не проводили официальных пилотных исследований, всё только на уровне идей. Что же касается неофициальных, то, когда у берега Британской Колумбии в Канаде опробовали удобрение океана, это вызвало острую критику.

 Как вы думаете, мы приближаемся к тому, чтобы такие проекты начали работать? Будут ли их ограничивать законом?

На Марсе в этом нужды пока нет, потому что там ещё никто ничего не может делать. Государство никогда не регулирует то, что ещё не произошло, и займётся этим, только когда Илон Маск окажется на Марсе и начнёт там что-то делать. На Земле же ограничения появятся. Когда происходят такие случаи, как в Британской Колумбии, все сходятся на том, что нужно договариваться и вводить регуляции. Полагаю, что скоро заключат первые международные договоры по геоинженерным исследованиям и экспериментам. Национальная академия наук США уже  опубликовала свои рекомендации по этому поводу. Геоинженерия затронет не только биологию и науку в целом, но и многие другие сферы жизни.