月の塵が過熱した地球を冷やす可能性があると一部の科学者は予測している

将来的には、巨大な磁気浮上式鉄道が月面を横切ることになる。しかし、これらのレールは列車を運ぶものではない。その代わりに、宇宙カタパルトのように、これらの機械は貨物を超音速まで加速し、空に打ち上げる。この巨大なカタパルトの役割はただ一つ、大量の月の塵を地球外に投げ出すことだ。その使命は、25万マイル離れた地球の気候変動を食い止めることだ。

その塵はすべて宇宙の奥深くに流れ込み、地球と太陽の間を通過して太陽光線の一部を遮り、地球を冷やすことになる。突飛なアイデアではあるが、これは実際に科学界の注目を集めたアイデアだ。2月8日にPLOS Climate誌に発表された論文で、研究者たちはこれを実現しようとしたらどうなるかをシミュレーションした。彼らのコンピューターモデルによると、適切な場所に落ちた月の塵のカスケードは、太陽の光を数パーセント削減できる可能性があるという。

これは素晴らしいアイデアだが、目新しいものではない。地球に届く太陽光をフィルタリングして地球を冷却し、地球温暖化の何千もの切り込みを作る刃を鈍らせるという、太陽地理工学と呼ばれる分野がある。設計者たちは同様の宇宙搭載コンセプトを提案している。数千マイルにも及ぶ鏡や巨大なシェードの群れを戦略的に配置して、地球の日傘として機能させるというものだ。他の研究者たちは、原材料として塵を示唆しているが、これは工学的に手間も費用もかからないため魅力的だ。

「私たちは以前の試みに関するいくつかの記事を読んでいました」と、この技術を再検討するきっかけになったと、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるスミソニアン天体物理観測所の天体物理学者で、この研究の著者の一人であるスコット・ケニオン氏は言う。

ケニオン氏とその同僚たちは、通常、惑星を冷却する方法を思いつくことはない。彼らが研究しているのは、はるかに異なる種類の塵、つまり、遠く離れた新しく形成された恒星の周囲に集まる種類の塵だ。その過程で、天体物理学者たちは、塵が日陰効果を持ち、その影にあるものを冷却することに気づいた。

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「そこで私たちは、地球を太陽光から遮る塵の集合体の実験を始めました」とケニオン氏は言う。彼らは、遠く離れた塵の円盤をシミュレートできる手法を、もっと身近な別の問題に応用した。

太陽工学の取り組みのほとんどは、地球の大気を変えることに焦点を当てています。たとえば、成層圏にエアロゾルを噴霧して火山噴火による冷却効果を再現することができます。予想どおり、大気を変えることはリスクのある行為です。火山物質を空に放出すると、オゾン層の侵食や酸性雨の種まきなどの望ましくない副作用が生じる可能性があります。

「地球に届く太陽光の量を減らすことができれば、成層圏に物質を追加するよりもクリーンな介入となるだろう」と、論文の著者ではないロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの太陽地理工学者ピーター・アーバイン氏は言う。

しかし、たとえ空を完全な状態に保つ方法を見つけたとしても、この分野は議論の余地がある。太陽地理工学プロジェクトは、その性質上、誰が管理しようとも地球全体に影響を及ぼす。また、多くの観測者は、将来の万能薬の約束が、現在の炭素排出抑制のプレッシャーを取り除くと考えている。

こうした理由から、一部の気候科学者は太陽光地理工学にまったく反対している。2021年、研究者らは、機器のテストで大気実験は一切行われなかったにもかかわらず、活動家やサーミ人の代表者が飛行に抗議したため、スウェーデン上空での太陽光地理工学気球の試験を中止した。

しかし、もしかしたら、そうした障害が取り除かれる未来があるかもしれない。世界が排出量を十分早く削減できず、大惨事の悪化を回避できなかったのかもしれない。そうなると、世界が団結して、このような巨大プロジェクトが必要だと決断するかもしれない。その未来では、大量の塵が必要になる。毎年約 100 億キログラム、これはこの記事の執筆時点で人類が宇宙に打ち上げた質量の 700 倍近くになる。

これが月の魅力である。重力が低いため、宇宙ロケットが月から質量を放出するのに必要なエネルギーは地球から放出する場合よりも少ない。電磁カタパルトであるマスドライバーのような仮想の機械は、ロケットの打ち上げなしでその役割を果たすことができる。著者らによると、数平方マイルのソーラーパネルで必要なエネルギーはすべて賄えるという。

その月の塵は地球に戻ってくることも、月の軌道に定着することもありません。その代わり、ラグランジュ点、つまり宇宙空間で 2 つの物体のそれぞれの重力が打ち消し合う場所に向かって流れています。特に、この月の塵は太陽と、地球から約 90 万マイル離れた太陽の方向にある地球の L1 に向かっています。

そこにある塵は、地球に向かう途中で太陽光を吸収するのに最適な位置にある。100億キログラムの塵によって、光のレベルは年間約1.8％低下すると研究は推定している。これは日食ほど劇的ではないが、年間約6日分の太陽光を失うのに相当する。

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L1 の重力バランスにより塵は数日間はとどまる程度には捕らえられるが、その後は漂い去ってしまう。塵をまるで天体の水源であるかのように補給し続ける必要がある。これが、大量の水が必要な理由の 1 つである。

その塵が地球に戻ってくることはないだろう。しかし、L1にはNASAのSOHOやウィンドのような衛星があり、太陽やそこから流れ出る粒子の太陽風を観測している。「L1に塵を置くエンジニアは、損傷を防ぐために衛星を避けなければならないだろう」とケニオン氏は言う。

もちろん、これは仮説上の、非常に遠い未来の話だ。まずインフラを構築しなければ、月から何かを打ち上げることはできないし、ましてや何百万トンもの月の塵を打ち上げることもできない。市場アナリストはすでに20年後の月面経済の価値を計算しているが、月面工学の素晴らしい偉業を成し遂げるのに十分な質量のある推進装置を作ることはおそらく考えられない。

「もし私たちが月面基地を持っていて、宇宙でいろいろな面白いことをしているなら、これもできるでしょう。しかしそれは22世紀の話です」とアーバイン氏は言う。一方、気候変動を鈍らせるはるかに即効性のある方法は、エネルギー網を脱炭素化し、化石燃料を急いで削減することだ。「気候変動は21世紀の問題です」とアーバイン氏は言う。