Китайские учёные замедлили таяние ледника на 80% с помощью наноплёнки

Фото: исследовательская группа Нанкинского университета

Китайские исследователи разработали радиационно-охлаждающую наноплёнку, которая позволяет существенно замедлить таяние ледников. В ходе эксперимента на леднике Дагу в провинции Сычуань на юго-западе Китая покрытие сократило таяние льда более чем на 80% на обработанных участках. За шесть лет наблюдений высота поверхности льда в некоторых частях экспериментальной зоны увеличилась на 10 см. Об этом 26 октября сообщила газета Global Times со ссылкой на руководителя исследовательской группы.

За последние пять десятилетий большинство ледников мира быстро теряли лёд. Помимо сокращения выбросов парниковых газов, необходимых для сдерживания глобального потепления, учёные изучают способы непосредственной защиты ледников от солнечного излучения и теплового воздействия окружающей среды. Один из таких подходов — укрывать поверхность специальными материалами, создавая искусственное «одеяло». О результатах подобных исследований сообщило китайское издание Science and Technology Daily.

Как работает ледниковое «одеяло»

Для эксперимента китайские учёные выбрали ледник № 17 в районе ледника Дагу. Его площадь составляет около 0,17 км². Это крупнейший отдельный ледник в данном районе, поэтому значительные потери льда здесь могут заметно влиять на общее сокращение ледникового массива.

Ледник Дагу относится к ледникам морского климатического типа, на которые существенно влияют муссоны, приносящие в регион обильные осадки. По словам Ван Фэйтэна, исследователя Северо-Западного института экологии и ресурсов Китайской академии наук, такие ледники могут быстрее накапливать и терять лёд, чем ледники континентального типа. Для них также характерны более выраженные изменения положения и размеров, что повышает уязвимость к отступлению.

В основе технологии лежит принцип теплоизоляции и отражения солнечного излучения. Чжуан Личао, постдокторант Школы энергетики и ресурсов Нанкинского университета, сравнил метод с укрытием льда в морозильной камере, которое помогает замедлить его таяние.

Специальная наноплёнка уменьшает количество солнечной энергии, достигающей поверхности льда, и ослабляет теплообмен между ледником и окружающей атмосферой. Благодаря этому лёд нагревается медленнее и теряет меньше массы в период таяния.

С 2022 года исследовательская группа Нанкинского университета ежегодно укладывает на леднике № 17 почти 10 000 м² наноплёнки. Работы проводят до начала основного сезона таяния в мае. В конце сентября, перед наступлением снежного сезона, покрытие полностью снимают.

По данным исследовательской группы, на обработанных участках интенсивность таяния снизилась более чем на 80%, а высота поверхности льда в некоторых местах за шесть лет увеличилась на 10 см.

Разработчики утверждают, что материал биоразлагаем и не загрязняет окружающую среду. Часть покрытия после завершения эксперимента можно собрать и использовать повторно.

От геотекстиля к наноматериалам

Попытки защитить ледники от таяния с помощью покрытий предпринимались в Китае и ранее. В 2020 году группа Ван Фэйтэна использовала методы сохранения снега и льда, которые применялись при подготовке к зимним Олимпийским играм 2022 года в Пекине.

Тогда поверхность ледника укрывали белым геотекстилем, чтобы уменьшить поглощение солнечного излучения. По данным исследователей, такой подход позволил сократить потери льда примерно на 70%. На отдельных участках удалось сохранить до одного метра льда, который в противном случае мог бы растаять.

По оценке Ван Фэйтэна, новая наноплёнка эффективнее прежнего покрытия с учётом особенностей ледника Дагу и его географического положения. При этом сравнивать результаты двух экспериментов напрямую следует с осторожностью: эффективность защитных материалов зависит от характеристик ледника, условий окружающей среды и методики измерений.

Исследования по аналогичному направлению ведутся и в других странах. Например, в Швейцарии для защиты отдельных участков ледников используют специальные укрывные материалы, в том числе текстильные полотна. Китайская группа продолжает совершенствовать наноплёнку, стремясь повысить эффективность защиты и обеспечить экологическую безопасность материала.

Однако у технологии есть ограничения. Укрытие ледника требует доставки и монтажа большого количества материала, а затем его демонтажа и вывоза. Для крупных ледников в труднодоступных районах такие работы могут оказаться слишком сложными и дорогими.

Ван Фэйтэн считает, что в некоторых условиях альтернативой может стать искусственное создание снега. Свежий снег обладает высоким альбедо — способностью отражать солнечное излучение, — поэтому его накопление на поверхности ледника потенциально позволит уменьшить поглощение тепла.

Почему одного покрытия недостаточно

Защитные материалы способны замедлить потерю льда на отдельных участках, но не устраняют причины глобального сокращения ледников. По словам Чжуана Личао, подобные решения следует рассматривать как временные меры, дополняющие сокращение энергопотребления и выбросов парниковых газов на глобальном и региональном уровнях.

Согласно данным ООН, в период с 2000 по 2023 год более 215 000 ледников в мире теряли в среднем около 273 млрд тонн льда ежегодно. В 2012–2023 годах темпы потери льда были на 36% выше, чем в предшествующее десятилетие.

Таким образом, эксперимент на леднике Дагу демонстрирует, что локальную потерю льда можно существенно замедлить с помощью инженерных решений. Но перенос технологии на большие ледниковые массивы потребует оценки стоимости, логистики, долговечности покрытия и его воздействия на природную среду.

Главный вопрос заключается в том, какое место такие технологии должны занимать в борьбе с отступлением ледников: могут ли они стать масштабируемым инструментом защиты наиболее уязвимых участков или их высокая стоимость и ограниченная область применения оставят их преимущественно экспериментальным решением? В конечном счёте устойчивое сохранение ледников зависит от того, удастся ли одновременно снизить темпы глобального потепления.