Предложен новый способ остановить таяние арктического льда
Глобальное потепление стремительно сокращает арктический ледяной покров. По прогнозам, одним не самым прекрасным летним днем 2030 года Северный Ледовитый океан останется совсем безо льда.
Таяние создает порочный круг: открытая вода темнее и поглощает больше солнечного тепла, что приводит к дальнейшему нагреву и затрудняет восстановление ледяного покрова. Это побуждает ученых к разработке различных геоинженерных проектов для повторного замерзания воды как в Арктике, так и в Антарктике.
Одно довольно нестандартное решение проблемы тающих льдов предложили в Университете Пёрдью в США, оно описано в статье на сервере препринтов Research Square. Идея состоит в создании в океане центров образования льда из особым образом обработанной древесины.
«Мы выбрали древесину, потому что это природный материал. В океане и так много плавающей древесины, и она вызывает гораздо меньше экологических опасений по сравнению с искусственными материалами», — объясняет инженер-материаловед Тянь Ли с факультета машиностроения Пёрдью.
Для создания прототипа материала, который исследователи назвали «ледяной древесиной» (ice-wood), они взяли кусок американской липы Tilia americana размером 10×10 см и толщиной 1,5 см, вырезали из середины небольшой фрагмент и поместили его на горячую плиту, чтобы одна сторона обуглилась. Основную часть древесины обработали перекисью водорода и нагрели, удалив большую часть лигнина. Затем обе части соединили обратно.
Лигнин придает древесине цвет, поэтому его удаление делает материал белее и повышает отражательную способность. Идея заключается в том, что когда «ледяная древесина» плавает в море, вода поднимается по естественным микроканалам. Солнечный свет нагревает темную, обугленную часть поверхности, испаряя воду, которая затем конденсируется на более холодной белой части.
По словам ученой, высота конструкции и белая поверхность позволяют ей оставаться холоднее воды. «Дерево по сути всасывает воду снизу и качает ее наверх — к платформе с отрицательной температурой, где начинает намерзать лед», — продолжает Ли.
В эксперименте в пруду с температурой воды около 2 °C верхняя часть плавающей «ледяной древесины» оставалась ниже точки замерзания, даже когда температура окружающего воздуха достигала 7–8 °C.
«Она действует как затравка для льда — мы видим, как лед начинает формироваться с краев и распространяется на другие участки», — говорит Ли.
Ученые смоделировали эффективность их предложения в случае его реализации. По их расчетам, если бы с 2005 по 2022 год ледяная древесина использовалась на побережье и водной глади Арктики, к 2022-му она увеличила бы скорость роста льда на 0,3 см в день и снизила бы температуру поверхности моря примерно на 3 °C по сравнению с реальными показателями.
Конечно, замостить всю Арктику древесиной не представляется возможным, поэтому Ли предлагает ограничиться прибрежными регионами, где коренные народы зависят от льда для рыбной ловли — для ускорения ледообразования зимой и уменьшения таяния летом. Пробной могла бы площадь покрытия до 300 км2, например, полосой вдоль береговой линии шириной около 6,6 метра.
Масштабирование процесса в таких объемах не вызовет трудностей, уверены специалисты: древесина — дешевый материал, процесс удаления лигнина давно отлажен в производстве белой бумаги.
Есть и другие методы восстановления арктического льда, например, закачка морской воды в снег, напомнил Шон Фицджеральд из Кембриджского университета. По его мнению, следует сравнить эффективность разных решений.
Прежде всего, надо устранить причину таяния, уверена профессор Джулиан Строев из Университетского колледжа Лондона: «Мне кажется странным вкладывать столько энергии в подобные идеи, когда мы уже знаем необходимое решение — сокращение выбросов углекислого газа».
