Geoinžinierstvo je riskantné a neoverené, ale čoskoro môže byť potrebné

Tento článok je súčasťou Riešenie problémov so Zemou: viacdielna séria, ktorá skúma odvážne, inovatívne a potenciálne snahy o zmenu sveta používať technológiu ako zbraň proti klimatickým zmenám.

Predstavte si, že azúrovo modrá letná obloha vybledne do zahmlenej bielej, keď sa do hornej atmosféry Zeme vstrekujú aerosóly rozptyľujúce svetlo. Predstavte si planétu pokrytú obrovskými umelými chemickými hubami, ktoré vylučujú plyny zo vzduchu, ktorý dýchame. Predstavte si, že naplníte zemské oceány miliónmi libier hydrogénuhličitanu vápenatého, aby ste zmenili úroveň okyslenia.

Na papieri (alebo, dobre, na obrazovke) tieto návrhy zaváňajú viac než len málom z apokalyptickejších, megalomanských filmových zápletiek Jamesa Bonda zo 70. rokov.

V istom zmysle nie sú až tak odlišné. Všetky z nich sú iniciatívy navrhnuté s výslovným cieľom modifikovať komplexný „zemský systém“ našej planéty v masívnom, globálnom meradle. Iba na rozdiel od zlovestných snáh Bondových padouchov o ničenie populácie, tento typ modifikácie – označovaný ako „geoinžinierstvo“ – je určený na vykonávanie pre dobro ľudstva.

Alebo tak znie argument.

Hrať sa na boha zo všetkých správnych dôvodov

Koncom roku 1958 opísal Harry Wexler, vtedajší riaditeľ meteorologického výskumu v americkom meteorologickom úrade, spôsob „úpravy počasia vo veľkom meradle“. Návrh, uverejnené v časopise Veda, diskutovali o spôsobe výroby obrovského množstva pary v Severnom ľadovom oceáne. To by podľa jeho názoru kondenzovalo a vytvorilo by oblak ľadu pokrývajúci región s cieľom znížiť „o polovicu straty tepla o žiarenie z povrchu Zeme okolo pólu." To by malo veľký vplyv na zmenu klímy na našu planétu, ako ju poznáme. Ako možno dosiahnuť tento hypotetický obrovský oblak pary? Jednoduché: odpálením desiatich 10-megatonových bômb v oceáne počas zimy.

Netreba dodávať, že Wexlerov návrh nebol prijatý. Ale o 60 rokov neskôr myšlienka – že ľudstvo má moc a možno aj morálny imperatív zmeniť našu klímu pre globálne dobro – naďalej láka vedcov a iných výskumníkov.

Rozdiel medzi rokom 1958 a dneškom je v tom, že tu v roku 2019 vieme oveľa viac o účinkoch zmeny klímy. Obavy, ktoré sa začali objavovať koncom 50-tych rokov, ako napríklad objav Charlesa Davida Keelinga, že hladina oxidu uhličitého v atmosfére stúpa, sú dnes všeobecne známe. V mnohých častiach sveta sú účinky klimatických zmien, žiaľ, príliš zrejmé na to, aby ich bolo možné vidieť cez extrémne poveternostné javy.

Zníženie úrovne oxidu uhličitého a iných skleníkových plynov v atmosfére je problém, ktorý sa postupom času stáva čoraz naliehavejším. Aj keď aktívne nezvyšujeme množstvo odčerpávaného oxidu uhličitého na osobu, rastúca svetová populácia znamená, že problém sa exponenciálne zhorší, ak zostaneme pri súčasnom stave kurz.

V roku 1800 bola svetová populácia odhadovaná na 1 miliardu ľudí. Do roku 1900 sa toto číslo zvýšilo na 1,6 miliardy. Dnes je to niekde na sever od 7 miliárd. Prognózy naznačujú, že do roku 2100 by to mohlo dosiahnuť 10 miliárd. Úrovne oxidu uhličitého sa preto musia znížiť na obyvateľa, len aby sme zostali na rovnakej neudržateľnej úrovni, na akej sa momentálne nachádzame.

Obnova planéty

Jednou z najlepších kníh napísaných o geoinžinierstve je kniha Olivera Mortona Prerobená planéta. Začína sa tým, že nám Morton položil dve otázky, ktoré mnohých viedli k tomu, aby to považovali za jedno z jediných životaschopných riešení zmeny klímy.

Po prvé, Morton sa pýta, veríme, že riziká zmeny klímy si zaslúžia seriózne opatrenia zamerané na ich zníženie? Po druhé, veríme, že zníženie emisií oxidu uhličitého v ekonomike takmer na nulu je skutočne veľmi ťažké pri použití našich súčasných metód? Odpoveď „áno“ na obe tieto otázky vedie k drastickejšej forme klimatických opatrení. Vstúpte do geoinžinierstva.

„Dôvod, prečo si myslím, že svet potrebuje lepšie pochopiť geoinžinierstvo, je ten, že ani tie najoptimistickejšie projekcie o dekarbonizácii ukážte dekarbonizáciu, ktorá udrží svet v hraniciach [3,6 stupňa Fahrenheita] navrhovaných Parížskou dohodou,“ povedal Morton pre Digital Trendy. „Nie je tiež jasné, či politiky, ktoré môžu potlačiť priemyselné ekonomiky sveta nadol v prvej polovici krivky znižovania emisií uhlíka, budú fungovať aj v druhej polovici. Možno je možné znížiť našu spotrebu elektriny, ale existuje veľa iných miest, kde môže byť zníženie uhlíka oveľa ťažšie. Je možné, že to, čo vidíme pri mimoriadne vítanej expanzii slnka a vetra, sú do určitej miery nízko visiace ovocie. Je jednoduchšie dekarbonizovať elektrickú sieť ako napríklad oceliarne alebo cementárne.“

Rôzne prístupy ku geoinžinierstvu

Zmena zložitého systému, ktorým je naša planéta, znie ťažko. Toľko je jasné. Dobrou správou však je, že vieme, že ak sa topenie ľadovcov a narastajúci počet extrémnych poveternostných udalostí dá považovať za „dobré“. Už sme to robili. Industrializácia, ktorá viedla k našej súčasnej úrovni klimatických zmien, bola formou geoinžinierstva, aj keď neúmyselnou.

Našťastie dnešné geoinžinierske návrhy nie sú také apokalyptické ako meteorologická bombardovacia kampaň Harryho Wexlera. Všeobecne povedané, patria do jedného z dvoch táborov. Prvým je to, čo je známe ako Solar Radiation Management (SRM) alebo solárne geoinžinierstvo: Odrážajú časť slnečnej energie. späť do vesmíru, čím sa vyrovná nárast teploty spôsobený zvýšenými hladinami skleníkových plynov v atmosféru.

Dva z hlavných návrhov na vykonávanie solárneho geoinžinierstva zahŕňajú priestorové reflektory na blokovanie slnečného svetla pred dosiahnutím Zeme, príp pomocou stratosférických aerosólov obsahujúce malé, reflexné častice, ktoré odrážajú slnečné svetlo od hornej atmosféry.

V druhom rohu je to, čo sa nazýva odstraňovanie skleníkových plynov (GGR) alebo uhlíkové geoinžinierstvo. Cieľom je odstrániť oxid uhličitý a iné skleníkové plyny z atmosféry ich vysávaním zo vzduchu. Dalo by sa to dosiahnuť (okrem iných potenciálnych metód) masívnym úsilím o výsadbu stromov, pridávaním živín do oceánu na čerpanie oxidu uhličitého z atmosféry alebo budovanie veľkých strojov ktoré odstraňujú oxid uhličitý z okolitého vzduchu a ukladajú ho.

V súčasnosti sa oveľa viac zameriava na uhlíkové geoinžinierstvo, a to z hľadiska tvorby zákonov aj financovania. Nedávno napríklad kanadská spoločnosť Carbon Engineering uzavrela kolo kapitálového financovania vo výške 68 miliónov dolárov pre svoju technológiu určenú na zachytávanie uhlíka v atmosfére.

Solárne geoinžinierstvo, aj keď je samo o sebe mimoriadne sľubné, nedostalo rovnaké príležitosti. Je to pravdepodobne čiastočne spôsobené obrovským rozsahom takýchto projektov. Zmysluplné riešenie zmeny klímy by však mohlo zahŕňať kombináciu týchto dvoch prístupov, ktoré budú spolupracovať.

Máme sa obávať?

Ako pri každom veľkom vývoji, ktorý mení paradigmu, existujú veľké obavy z geoinžinierstva. Je zaujímavé, že Morton naznačuje, že obavy z rozsiahleho úsilia v boji proti účinkom zmeny klímy sa v skutočnosti zhoršili, keď sa naše znalosti o zmene klímy zvýšili.

"Môžete to považovať za kontraintuitívne," povedal. „Predpokladali by ste, že keď si ľudia uvedomia dôsledky neúmyselnej zmeny klímy, budú hľadať spôsoby, ako to kompenzovať. Ale myslím si, že je to úplne zrozumiteľné a intuitívne. Keď sa ľudia viac obávajú toho, čo ľudia robia s klímou, je menej chuti robiť to úmyselne. Je to preto, že veľká časť diskusií o klíme je o neistote a nezamýšľaných dôsledkoch."

Niektoré otázky týkajúce sa geoinžinierstva sú s najväčšou pravdepodobnosťou mylné predstavy, ako napríklad presvedčenie, že úsilie o solárne geoinžinierstvo bude musieť pokračovať donekonečna. Nechceli. Iní sa obávajú, že úsilie, ako je solárne geoinžinierstvo, by sa ukázalo byť neúmerne drahé. To tiež nie je pravda. A Harvardská štúdia nedávno dospel k záveru, že šírenie častíc v stratosfére na boj proti klimatickým zmenám môže stáť len 2 miliardy dolárov ročne z 500 miliárd dolárov, ktoré sa v súčasnosti vynakladajú na iniciatívy v oblasti zelenej energie.

Ale ešte ďalšie obavy sú opodstatnené - a hodné hlbšieho skúmania. Napríklad a 2018 dokument publikovaný v časopise Nature naznačili, že odraz slnečných lúčov späť do vesmíru by mohol spôsobiť rozsiahle neúrody. Tým by sa zrušili akékoľvek výhody pre poľnohospodárstvo vyplývajúce zo zníženia otepľovania.

Výskumníci tiež vyjadrili obavy, že geoinžinierstvo by mohlo mať ničivé dopady zmenou zrážok a búrkových vzorov v niektorých častiach sveta; spôsobené ochladzovaním planéty pri súčasnom udržiavaní masívne zvýšených hladín oxidu uhličitého v atmosfére.

Máme čas strácať čas?

V mnohých z týchto prípadov je porota stále mimo. Jeden nedávna štúdia v Nature Climate Change čeliť niektorým potenciálnym problémom.

"Naša štúdia hodnotila klimatickú reakciu na scenár, kde solárne geoinžinierstvo znížilo otepľovanie na polovicu zo zdvojnásobenia koncentrácií CO2," Peter Irvine, postdoktorand na Harvardskej univerzite John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, povedal pre Digital Trends. „Zistili sme, že zníženie otepľovania na polovicu znížilo celkovú zmenu klímy vo všetkých premenných, na ktoré sme sa zamerali, zhruba na polovicu kompenzuje viac ako 80 percent nárastu intenzity tropického cyklónu simulovaného pri našom globálnom otepľovaní scenár. Testovali sme tiež, či to platí v miestnom meradle, alebo či solárne geoinžinierstvo na niektorých miestach zvýšilo rozsah klimatických zmien. Zistili sme, že menej ako 0,5 percenta miest zaznamenalo väčšiu zmenu v dostupnosti vody alebo extrém zrážky v našom scenári solárneho geoinžinierstva, než aké by videli bez slnka geoinžinierstvo“.

V konečnom dôsledku je geoinžinierstvo stále rozvíjajúcou sa vedou. Treba si klásť otázky o odvážnych riešeniach, ale najväčšou otázkou je, koľko času nám zostáva na prijatie týchto zmien. S každou snahou o zmenu klímy sú určite spojené riziká. Môžu sa však ukázať aj ako nevyhnutné riziká.

„Ľudia majú značné obavy z celej myšlienky, že by mohla existovať organizácia, ktorá by sa mohla ‚hrať na boha‘ s klímou,“ povedal Morton. "Absolútne zdieľam túto obavu. Musím to však vyvážiť obavami z toho, že klíma sa mení bez toho, aby sa niekto takto ‚hral na boha‘.“

Ak si chcete pozrieť zvyšok Troubleshooting Earth, prejdite na domovskú stránku seriálu.

Odporúčania redaktorov

• Mýlil som sa. E-bicykle sú také praktické, že ide o tranzitný cheat
• Ukladanie dát a špinavá energia: To, čo Big Tech vynecháva uhlíkovo neutrálne záväzky
• Dr. Cecilia Bitz sleduje morský ľad, keď mizne na bezprecedentnej úrovni
• Climeworks chce vyčistiť atmosféru flotilou vysávačov veľkosti budovy
• Ambiciózny plán Inside the Ocean Cleanup zbaviť oceán plastového odpadu