Geoinženiring je tvegan in nepreverjen, vendar bo kmalu morda potreben

Ta članek je del Odpravljanje težav z Zemljo: večdelna serija, ki raziskuje drzno, inovativno in potencialno prizadevanja za spreminjanje sveta uporabljati tehnologijo kot orožje proti podnebnim spremembam.

Predstavljajte si azurno modro poletno nebo, ki zbledi v megleno belo, ko se aerosoli, ki sipajo svetlobo, vbrizgajo v zgornjo Zemljino atmosfero. Predstavljajte si planet, prekrit z ogromnimi umetnimi kemičnimi gobami, ki iz zraka, ki ga dihamo, izločajo pline. Predstavljajte si, da bi zemeljske oceane napolnili z milijoni funtov kalcijevega bikarbonata, da bi spremenili stopnjo zakisanosti.

Na papirju (ali, no, na platnu) ti predlogi bolj spominjajo na bolj apokaliptične, megalomanske filmske zaplete o Jamesu Bondu iz sedemdesetih let.

V nekem smislu niso tako različni. Vse so pobude, predlagane z izrecnim ciljem spreminjanja kompleksnega "zemeljskega sistema" našega planeta v velikem, svetovnem merilu. Samo, za razliko od zloveščih prizadevanj za uničevanje prebivalstva Bondovih hudobcev, je ta vrsta modifikacije - imenovana "geoinženiring" - namenjena izvajanju v dobro človeštva.

Ali vsaj tako trdi argument.

Igranje boga iz vseh pravih razlogov

Konec leta 1958 je Harry Wexler, takratni direktor meteoroloških raziskav pri ameriškem meteorološkem uradu, opisal način »spreminjanja vremena v velikem obsegu«. Predlog, objavljeno v reviji Znanost, je razpravljal o metodi proizvodnje velike količine pare v Arktičnem oceanu. Predlagal je, da bi se to kondenziralo in oblikovalo oblak ledu, ki bi pokrival regijo, s ciljem zmanjšati izgubo toplote za polovico. sevanje z zemeljskega površja okoli pola." To bi imelo velike podnebne spremembe na našem planetu, kot ga poznamo. Kako bi lahko dosegli ta hipotetični ogromen oblak pare? Preprosto: z detonacijo desetih 10-megatonskih bomb v oceanu pozimi.

Ni treba posebej poudarjati, da Wexlerjev predlog ni bil sprejet. Toda 60 let pozneje ideja, ki stoji za tem – da ima človeštvo moč in morda tudi moralni imperativ, da spremeni naše podnebje v globalno dobro – še naprej privablja znanstvenike in druge raziskovalce.

Razlika med letom 1958 in danes je v tem, da leta 2019 vemo veliko več o učinkih podnebnih sprememb. Pomisleki, ki so se šele začeli pojavljati v poznih petdesetih letih, kot je odkritje Charlesa Davida Keelinga, da raven ogljikovega dioksida v ozračju narašča, so danes splošno razumljeni. V mnogih delih sveta so učinki podnebnih sprememb žal preveč očitni, da bi jih lahko videli skozi ekstremne vremenske pojave.

Zmanjševanje ravni ogljikovega dioksida in drugih toplogrednih plinov v ozračju je problem, ki s časom postaja vse bolj pereč. Tudi če aktivno ne povečamo količine ogljikovega dioksida, ki se črpa na osebo, naraščajoče svetovno prebivalstvo pomeni, da se bo težava eksponentno poslabšala, če bomo le ostali pri sedanjem položaju seveda.

Leta 1800 je bilo svetovno prebivalstvo ocenjeno na 1 milijardo ljudi. Do leta 1900 je ta številka narasla na 1,6 milijarde. Danes je nekje severno od 7 milijard. Projekcije kažejo, da bi do leta 2100 doseglo 10 milijard. Raven ogljikovega dioksida je zato treba znižati na prebivalca, samo da ostanemo na isti nevzdržni ravni, na kateri smo trenutno.

Preoblikovanje planeta

Ena najboljših knjig o geoinženiringu je knjiga Oliverja Mortona Prenovljeni planet. Začne se tako, da nam Morton zastavi dve vprašanji, zaradi katerih so mnogi menili, da je to ena od edinih izvedljivih rešitev za podnebne spremembe.

Prvič, Morton se sprašuje, ali verjamemo, da tveganja podnebnih sprememb zaslužijo resne ukrepe za njihovo zmanjšanje? Drugič, ali verjamemo, da je zmanjšanje emisij ogljikovega dioksida v gospodarstvu skoraj na nič z uporabo naših trenutnih metod res zelo težko? Odgovor z "da" na obe vprašanji vodi do bolj drastične oblike podnebnih ukrepov. Vstopite v geoinženiring.

»Razlog, zakaj menim, da mora svet bolje razumeti geoinženiring, je ta, da tudi najbolj optimistične napovedi o dekarbonizaciji ne pokaži pokaži dekarbonizacijo, ki bo obdržala svet v mejah [3,6 stopinje Fahrenheita], ki jih predlaga pariški sporazum,« je Morton povedal za Digital Trendi. »Prav tako ni jasno, ali bodo politike, ki bi lahko vodile svetovna industrijska gospodarstva navzdol v prvi polovici krivulje zmanjševanja emisij CO2, delovale v drugi polovici. Morda je mogoče zmanjšati našo porabo električne energije, vendar obstaja veliko drugih krajev, kjer je morda veliko težje zmanjšati ogljik. Lahko si zamislimo, da je to, kar vidimo v izjemno dobrodošlem širjenju sonca in vetra, do neke mere nizko viseče sadje. Lažje je razogljičiti električno omrežje kot na primer jeklarno ali cementarno.«

Različni pristopi k geoinženiringu

Spreminjanje kompleksnega sistema, ki je naš planet, se sliši težko. To je jasno. Vendar pa je dobra novica – če se lahko taljenje ledenih pokrovov in naraščajoče število nenavadnih vremenskih dogodkov kdaj šteje za »dobra« – ta, da vemo, da je to mogoče. To smo že storili. Industrializacija, ki je privedla do naše trenutne stopnje podnebnih sprememb, je bila oblika geoinženiringa, čeprav nenamerna.

Na srečo današnji predlogi geoinženiringa niso tako apokaliptični kot kampanja meteorološkega bombardiranja Harryja Wexlerja. Na splošno se delijo v enega od dveh taborov. Prvi je tisto, kar je znano kot upravljanje s sončnim sevanjem (SRM) ali sončni geoinženiring: odbijte del sončne energije nazaj v vesolje in tako izravna dvig temperature, ki ga povzročajo povečane ravni toplogrednih plinov v vzdušje.

Dva izmed vodilnih predlogov za izvajanje solarnega geoinženiringa vključujeta prostorski reflektorji za blokiranje sončne svetlobe preden doseže Zemljo, oz z uporabo stratosferskih aerosolov vsebuje majhne odsevne delce, ki odbijajo sončno svetlobo od zgornje atmosfere.

V drugem kotu je tisto, kar imenujemo odstranjevanje toplogrednih plinov (GGR) ali geoinženiring ogljika. Ta skuša odstraniti ogljikov dioksid in druge toplogredne pline iz ozračja tako, da jih izsesa iz zraka. To bi lahko dosegli (med drugimi možnimi metodami) z obsežnimi prizadevanji za sajenje dreves, dodajanjem hranil v ocean za črpanje ogljikovega dioksida iz ozračja ali gradnjo velikih strojev ki odstranijo ogljikov dioksid iz zunanjega zraka in ga shranijo.

Trenutno je veliko več poudarka na ogljičnem geoinženiringu, tako v smislu zakonodaje kot financiranja. Pred kratkim je na primer kanadsko podjetje Carbon Engineering zaključilo krog lastniškega financiranja v vrednosti 68 milijonov dolarjev za svojo tehnologijo, zasnovano za zajemanje ogljika v ozračju.

Čeprav je sončni geoinženiring sam po sebi izjemno obetaven, ni imel enakih priložnosti. To je verjetno deloma posledica velikega obsega takih projektov. Toda obravnavanje podnebnih sprememb v smiselni vlogi bi lahko vključevalo kombinacijo teh dveh pristopov, ki delujeta skupaj.

Bi nas moralo skrbeti?

Kot pri vsakem večjem razvoju, ki spreminja paradigmo, obstajajo veliki pomisleki glede geoinženiringa. Zanimivo je, da Morton nakazuje, da so se skrbi glede obsežnih prizadevanj za boj proti učinkom podnebnih sprememb dejansko poslabšale, ko se je naše znanje o podnebnih spremembah povečalo.

"Morda mislite, da je to kontraintuitivno," je dejal. »Lahko bi si predstavljali, da bi ljudje, ko bi se zavedali učinkov nenamernih podnebnih sprememb, iskali načine, kako jih izravnati. Ampak mislim, da je povsem razumljivo in intuitivno. Ker ljudje postajajo vse bolj zaskrbljeni, kaj ljudje počnejo s podnebjem, je vse manj apetita, da bi to namerno počeli. To je zato, ker je velik del diskurza o podnebju o negotovosti in nenamernih posledicah.«

Nekatera vprašanja, ki se pojavljajo v zvezi z geoinženiringom, so najverjetneje napačna prepričanja, kot je prepričanje, da se bodo prizadevanja za sončni geoinženiring morala nadaljevati za nedoločen čas. Ne bi. Drugi so bili zaskrbljeni, da bi se prizadevanja, kot je solarni geoinženiring, izkazala za prehibo draga. Tudi to ni res. A Harvardska študija je pred kratkim ugotovil, da lahko širjenje delcev v stratosferi za boj proti podnebnim spremembam stane le 2 milijardi USD na leto od 500 milijard USD, ki se trenutno porabijo za pobude za zeleno energijo.

Toda še vedno so drugi pomisleki veljavni - in vredni dodatnega raziskovanja. Na primer, a Članek iz leta 2018, objavljen v reviji Nature predlagal, da bi lahko odbijanje sončnih žarkov nazaj v vesolje povzročilo razširjen izpad pridelka. To bi izničilo vse koristi za kmetijstvo zaradi zmanjšanja segrevanja.

Raziskovalci so prav tako izrazili zaskrbljenost, da bi geoinženiring lahko imel uničujoče učinke s spreminjanjem vzorcev padavin in neviht v nekaterih delih sveta; ki jih povzroča ohlajanje planeta, hkrati pa ohranja močno povišane ravni ogljikovega dioksida v ozračju.

Ali imamo čas za zapravljanje?

V mnogih od teh primerov je porota še vedno zunaj. ena nedavna študija v Nature Climate Change odpravila nekatere morebitne težave.

"Naša študija je ovrednotila odziv podnebja na scenarij, kjer je solarni geoinženiring prepolovil segrevanje zaradi podvojitve koncentracij CO2," Peter Irvine, podoktorski sodelavec na Harvardu John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, je povedal za Digital Trends. »Ugotovili smo, da prepolovitev segrevanja približno prepolovi splošne podnebne spremembe v vseh spremenljivkah, ki smo jih preučili in izravna več kot 80 odstotkov povečanja intenzivnosti tropskega ciklona, ​​simuliranega v našem globalnem segrevanju scenarij. Preizkusili smo tudi, ali je to veljalo na lokalni ravni ali pa je ponekod solarni geoinženiring povečal obseg podnebnih sprememb. Ugotovili smo, da je manj kot 0,5 odstotka krajev opazilo večjo ali ekstremno spremembo razpoložljivosti vode padavin v našem scenariju sončnega geoinženiringa, kot bi jih videli brez sonca geoinženiring."

Navsezadnje je geoinženiring še vedno veda v razvoju. Postavljati si je treba vprašanja o zastavljenih drznih rešitvah, a največje vprašanje je, koliko časa imamo še za izvedbo teh sprememb. Vsekakor obstajajo tveganja, povezana s kakršnim koli prizadevanjem za spremembo podnebja. Lahko pa se izkažejo tudi za potrebna tveganja.

"Ljudje imajo precejšnje skrbi glede celotne ideje, da bi lahko obstajala organizacija, ki bi se lahko 'igrala boga' s podnebjem," je dejal Morton. »Absolutno delim to skrb. Toda to moram uravnotežiti s pomisleki glede dejstva, da se podnebje spreminja, ne da bi se kdo na ta način 'igral boga'.«

Če želite preveriti preostanek odpravljanja težav v Zemlji, pojdite na domačo stran serije.

Priporočila urednikov

• Motil sem se. E-kolesa so tako praktična, da so koda za goljufanje pri prevozu
• Shranjevanje podatkov in umazana energija: Kaj izpuščajo ogljično nevtralne zaveze Big Tech
• Dr. Cecilia Bitz spremlja izginjanje morskega ledu na ravni brez primere
• Climeworks želi očistiti ozračje s floto sesalnikov v velikosti stavbe
• Znotraj ambicioznega načrta organizacije Ocean Cleanup za odstranitev oceana plastičnih odpadkov