Учёные из Вашингтонского университета в Сент‑Луисе провели моделирование возможного применения алмазной пыли для стратосферной инжекции аэрозолей (SAI). SAI стремится имитировать охлаждающее влияние вулканов, которые выбрасывают диоксид серы в стратосферу и тем самым отражают часть солнечного света. Из‑за известных побочных эффектов сульфатных частиц исследователи искали альтернативные частицы с меньшими вредными последствиями.
Для оценки они применили первопринципные расчёты к наноалмазной пыли, произведённой детонационным синтезом — способом, при котором углеродсодержащую смесь взрывают в металлической камере, получая так называемую алмазную сажу. Моделирование показало, что такая пыль неизбежно содержит остаточные углеродные примеси (обычно 1–5% по массе) и что высокие температуры при детонации приводят к формированию sp2‑типа углерода, который может образовать твёрдую оболочку вокруг алмазного ядра.
Эти углеродные примеси повышают поглощение света и снижают светорассеивающий эффект наноалмазов — моделирование зафиксировало заметное ухудшение отражательной способности. Результат опубликован в Journal of Aerosol Science; соавторы — Rajan Chakrabarty, Rohan Mishra, Joshin Kumar, Gwan‑Yeong Jung и Taveen Kapoor из McKelvey School of Engineering. Работа выполнялась при поддержке гранта 2024 года от Simons Foundation International и с использованием вычислительных ресурсов по выделению DMR160007 через программу ACCESS, поддержанную National Science Foundation.
Ранее оценки указывали, что для снижения глобальной температуры на 1.6 градуса Цельсия потребовалось бы доставлять в стратосферу около 5 миллионов тонн частиц в год с помощью высокоавиатранспорта. Авторы делают вывод, что наноалмазы, синтезированные детонацией, скорее будут поглощать больше тепла, чем отражать его, и потому являются плохим выбором для SAI. Они подчёркивают важность исключения неподходящих материалов, поскольку примеси могут менять отражательную способность, катализировать разрушение озона или вызывать атмосферные обратные связи, которые уменьшают охлаждающий эффект и повышают экологические риски.
Сложные слова
- инжекция — введение частиц в верхние слои атмосферыинжекции
- аэрозоль — мелкие частицы в воздухе или газеаэрозолей
- детонационный синтез — метод получения материалов с помощью контролируемого взрывадетонационным синтезом
- примесь — малые количества посторонних веществ в материалепримеси
- поглощение — процесс взятия и удержания энергии или вещества
- светорассеивающий — отражающий и рассеивающий свет, уменьшая яркость
- отражательная способность — способность поверхности возвращать свет обратноотражательной способности
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие дополнительные экологические риски, упомянутые в тексте, могут возникнуть при использовании неподходящих материалов для SAI?
- Почему, по тексту, важно исключать материалы с примесями при разработке методов стратосферной инжекции?
- Какие критерии, на ваш взгляд, должны учитывать учёные при выборе частиц для SAI, опираясь на результаты этой работы?
Похожие статьи
Рост солнечной энергетики в Пакистане: выгоды и риски
После летних волн жары с 2023 года в Пакистане вырос переход на кровельную и маломасштабную солнечную генерацию. Дешёвые китайские панели ускорили рост, но остаются зависимость от импорта, угольное наследие и проблемы с нормативами.
