Czym jest geoinżynieria — i dlaczego powinno Cię to obchodzić?

Olbrzymia chmura popiołu z erupcji góry Pinatubo w 1991 roku górująca nad farmami i terenami rolnymi na Filipinach. Archiwa USGS

Staje się jasne, że nie zmniejszymy emisji dwutlenku węgla wystarczająco szybko, aby zapobiec katastrofalnym zmianom klimatu. Ale mogą istnieć sposoby na szybsze ochłodzenie planety i zapewnienie nam trochę więcej czasu na odejście od paliw kopalnych.

Są one znane jako geoinżynieria i choć kiedyś było to naukowe tabu, coraz więcej badacze przeprowadzają symulacje komputerowe i proponują eksperymenty w plenerze na małą skalę. Nawet niektórzy ustawodawcy zaczęli dyskutować, jaką rolę mogą odegrać te technologie (patrz Rosnąca argumentacja za geoinżynierią ).

Ale czym właściwie jest geoinżynieria?

Tradycyjnie geoinżynieria obejmowała dwie bardzo różne rzeczy: wysysanie dwutlenku węgla z nieba, aby atmosfera zatrzymywała mniej ciepła, oraz odbijanie większej ilości światła słonecznego z dala od planety, aby przede wszystkim mniej ciepła było pochłaniane.

Przeczytaj wcześniejsze historie z tej serii

• Naukowcy z Harvardu opracowują plany eksperymentów z geoinżynierii atmosfery

  Klimatolodzy zamierzają wystrzelić balon na dużej wysokości, który wystrzeliłby niewielką ilość odblaskowych cząstek do stratosfery.

• Jak jeden klimatolog walczy z zagrożeniami i dezinformacją ze strony spiskowców z chemtrail

  Badacz geoinżynierii z Harvardu, David Keith, wyjaśnia, kiedy karmić trolle, a kiedy nie.

• Geoinżynieria jest bardzo kontrowersyjna. Jak możesz przeprowadzać eksperymenty? Harvard ma kilka pomysłów.

  Nowa komisja rozważy mądrość eksperymentów na świeżym powietrzu i może przygotować grunt pod kolejne.

  
  
  

Pierwsza z nich, znana jako technologie usuwania dwutlenku węgla lub negatywnej emisji, jest czymś, co naukowcy w dużej mierze zgadzają się, że będziemy musieli zrobić, aby uniknąć niebezpiecznego poziomu ocieplenia (patrz Dwudziestoletnie dążenie jednego człowieka do wyssania gazów cieplarnianych z niebo ). Większość nie nazywa już tego geoinżynierią — aby uniknąć powiązania jej z drugą, bardziej kontrowersyjną gałęzią, znaną jako geoinżynieria słoneczna.

Jest to ogólny termin, który obejmuje takie pomysły, jak ustawianie osłon przeciwsłonecznych w kosmosie lub rozpraszanie mikroskopijnych cząstek w powietrzu na różne sposoby, aby sprawiają, że chmury przybrzeżne są bardziej odblaskowe , rozpraszają zatrzymujące ciepło chmury cirrus lub rozpraszają światło słoneczne w stratosferze.

Słowo geoinżynieria sugeruje technologię na skalę planetarną. Jednak niektórzy badacze przyglądali się możliwości prowadzenia go również w sposób lokalny, badając różne metody, które mogą chronić rafy koralowe, przybrzeżne sekwoje i tafle lodu .

Skąd pomysł?

Nie jest to szczególnie nowy pomysł. W 1965 r. Naukowy Komitet Doradczy prezydenta Lyndona Johnsona ostrzegł, że może być konieczne zwiększenie współczynnika odbicia Ziemi, aby zrównoważyć rosnące emisje gazów cieplarnianych. Komitet posunął się tak daleko, że zasugerował rozpryskiwanie cząstek odbijających światło przez oceany. (To ujawnia, że ​​w tym, pierwszym w historii prezydenckim raporcie na temat zagrożenia zmianami klimatycznymi, pomysł ograniczenia emisji nie wydawał się wart wspominania, jak zauważa autor Jeff Goodell w Jak ochłodzić planetę .)

Jednak najbardziej znana forma geoinżynierii słonecznej polega na rozpylaniu cząstek w stratosferze, czasami znanym jako wstrzykiwanie stratosferyczne lub rozpraszanie aerozolu w stratosferze. (Przepraszam, nie wymyślamy nazw.) Dzieje się tak po części dlatego, że natura już pokazała, że ​​jest to możliwe.

Evan Cohen

Najsłynniejszym jest potężna erupcja góry Pinatubo latem 1991 roku, która wyrzuciła w niebo około 20 milionów ton dwutlenku siarki. Odbijając światło słoneczne z powrotem w kosmos, cząstki w stratosferze pomogły obniżyć globalne temperatury o około 0,5°C w ciągu następnych dwóch lat.

I chociaż nie mamy dokładnych danych, ogromne erupcje wulkanów w odległej przeszłości miały podobne skutki. Po wybuchu góry Tambora w Indonezji w 1815 r. nastąpił słynny Rok Bez Lata w 1816 r., ponury okres co mogło pomóc zainspirować stworzenie dwóch najtrwalszych potworów w literaturze, wampirów i potwora Frankensteina.

Radziecki klimatolog Michaił Budyko jest powszechnie uważany za pierwszego, który zasugerował, że możemy przeciwdziałać zmianom klimatu, naśladując to zjawisko wulkaniczne. Podniósł możliwość spalania siarki w stratosferze w książce z 1974 roku.

W następnych dziesięcioleciach koncepcja ta pojawiała się od czasu do czasu w artykułach naukowych i na konferencjach naukowych, ale nie zyskała większego zainteresowania aż do późnego lata 2006 roku, kiedy Paul Crutzen, zdobywca nagrody Nobla, chemik atmosfery, wezwał do badań geoinżynieryjnych w artykuł w Zmiany klimatyczne . Było to szczególnie istotne, ponieważ Crutzen zdobył Nobla za badania nad niebezpieczeństwem rosnącej dziury ozonowej, a jednym ze znanych skutków dwutlenku siarki jest ubytek warstwy ozonowej.

Innymi słowy, uważał, że zmiany klimatyczne są takim zagrożeniem, że warto było zbadać lekarstwo, o którym wiedział, że może stwarzać inne poważne zagrożenia.

Czy więc geoinżynieria może być rozwiązaniem na zmiany klimatu, uwalniając nas od kłopotów z ograniczaniem paliw kopalnych?

Nie – chociaż pomysł, że tak jest, jest z pewnością powodem, dla którego niektórzy dyrektorzy energetyczni i republikańscy ustawodawcy się tym zainteresowali. Ale nawet jeśli to działa (o czym więcej poniżej), to w najlepszym razie tymczasowe wstrzymanie egzekucji.

W niewielkim stopniu odnosi się do innych zagrożeń klimatycznych, w szczególności zakwaszenia oceanów lub znacznych szkód w środowisku spowodowanych wydobyciem i spalaniem paliw kopalnych o ograniczonej ilości. A wyższy poziom geoinżynierii może zwiększyć inne zakłócenia w systemie klimatycznym, więc nie możemy po prostu robić tego coraz więcej, aby zrównoważyć stale rosnące emisje.

Jak bada się geoinżynierię?

W latach od publikacji artykułu Crutzena coraz więcej badaczy zajmowało się geoinżynierią, głównie za pomocą symulacji komputerowych lub małych eksperymentów laboratoryjnych, aby zbadać, czy to naprawdę zadziała, jak można to zrobić, jakiego rodzaju cząstki można zastosować i jakie może to mieć skutki uboczne dla środowiska. produkować.

Modelowanie komputerowe konsekwentnie pokazuje, że obniżyłoby to globalne temperatury, wzrost poziomu morza i niektóre inne wpływy na klimat. Jednak niektóre badania wykazały, że wysokie dawki niektórych cząstek mogą również uszkadzać ochronną warstwę ozonową, zmieniać globalne wzorce opadów i ograniczać wzrost upraw na niektórych obszarach.

Inni badacze odkryli, że ryzyko to można zmniejszyć, jeśli nie wyeliminować, stosując cząstki inne niż dwutlenek siarki i przez ograniczenie zakresu geoinżynierii.

Ale nikt nie zasugerowałby, że doszliśmy do ostatecznej odpowiedzi na większość tych pytań. Naukowcy w tej dziedzinie uważają, że musimy wykonać znacznie więcej prac modelowych, aby bardziej szczegółowo zbadać te problemy. Jasne jest również, że symulacje mogą nam powiedzieć tylko tyle, dlatego niektórzy proponują małe eksperymenty na świeżym powietrzu.

Czy ktoś przeprowadzał rzeczywiste eksperymenty geoinżynieryjne?

W 2009 roku rosyjscy naukowcy przeprowadzili to, co uważa się za najlepszepierwszy zewnętrzny eksperyment geoinżynieryjny. Zamontowali generatory aerozolu na helikopterze i samochodzie i rozpylili cząstki o wysokości do 200 metrów (660 stóp). Naukowcy twierdzili, że w papier opublikowane w Meteorologia i Hydrologia Rosyjska, która eksperyment zmniejszył ilość światła słonecznego docierającego do powierzchni . (Warto zauważyć, że Jurij Izrael , sceptyk klimatyczny i doradca naukowy Władimira Putina, był głównym autorem badania i redaktorem czasopisma).

Jedna z pierwszych prób przeprowadzenia eksperymentu, który był z góry otwarcie reklamowany jako związany z geoinżynierią, znany jako Projekt SPICE , został ostatecznie złomowany. Pomysł polegał na wpompowaniu cząstek przez rurę do balonu na dużej wysokości, który rozproszyłby je w stratosferze. Jednak propozycja wywołała sprzeciw opinii publicznej, szczególnie po tym, jak okazało się, że niektórzy badacze złożyli już wnioski patentowe na tę technologię.

Powiązana historia

Przeczytaj najnowszą historię z serii Nowa komisja rozważy mądrość eksperymentów na świeżym powietrzu i może przygotować grunt pod kolejne.

Naukowcy z Harvardu zaproponowali kolejny i najbardziej formalny eksperyment geoinżynieryjny do tej pory. Mają nadzieję, że wystrzelą balon wyposażony w śmigła i czujniki, które rozpylą niewielką ilość węglanu wapnia w stratosferze. Samolot przeleciałby następnie przez pióropusz i próbowałby zmierzyć takie rzeczy, jak rozproszenie cząstek, sposób ich interakcji z innymi gazami i stopień ich odbicia. Zespół zebrał już fundusze, powołał komitet doradczy, podpisał kontrakt z firmą balonową i rozpoczął prace rozwojowe nad niezbędnym sprzętem. (Zobacz Geoinżynieria jest bardzo kontrowersyjna. Jak możesz przeprowadzać eksperymenty? Harvard ma kilka pomysłów. )

Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego — we współpracy z Centrum Badawczym Palo Alto firmy Xerox i innymi grupami — mają proponowane eksperymenty na małą skalę w ramach większy program badawczy aby dowiedzieć się więcej o potencjale rozjaśniania chmur morskich. Pomysł, po raz pierwszy przedstawiony przez brytyjskiego fizyka Johna Lathama w 1990 roku, polega na tym, że rozpylanie maleńkich cząstek soli z wody morskiej w kierunku nisko położonych chmur nad morzem może tworzyć dodatkowe kropelki, zwiększając powierzchnię – a tym samym współczynnik odbicia – chmur. Zespół pozyskuje obecnie fundusze na opracowanie instrumentu badawczego fizyki chmur i przetestowanie go, rozpylając niewielką ilość mgły z soli morskiej gdzieś u wybrzeży Pacyfiku w USA.

Podjęto również pewne wczesne wysiłki w innych obszarach geoinżynierii, w tym kilkanaście tak zwanych eksperymentów nawożenia żelazem na otwartym oceanie, zgodnie z Naturą . Koncepcja polega na tym, że wrzucanie żelaza do wody stymulowałoby wzrost fitoplanktonu, który wyciągnąłby dwutlenek węgla z powietrza. Ale naukowcy kwestionowali, jak dobrze to naprawdę działa i jakie skutki uboczne może mieć na ekosystemy oceaniczne. Grupy ekologiczne i inne również krytykowane wczesne wysiłki w tej dziedzinie, argumentując, że działali bez odpowiedniego zezwolenia lub naukowego nadzoru.

Czy ktoś faktycznie zajmuje się geoinżynierią?

Naukowcy podkreślają, że te eksperymenty nie są rzeczywistą geoinżynierią: ilości zaangażowanego materiału są zbyt małe, aby zmienić globalne temperatury. Rzeczywiście, pomimo ogromnego i zróżnicowanego wachlarza internetowych teorii spiskowych, gorączkowo rozpowszechnianych przez zwolenników chemtrails, nikt dzisiaj nie zajmuje się geoinżynierią na skalę planetarną.

Przynajmniej nikt nie jest celowy. Można argumentować, że spalanie ogromnych ilości paliw kopalnych jest formą geoinżynierii, tylko niezamierzoną i bardzo głupią. Wiemy również, że zanieczyszczenie siarką z elektrowni węglowych i statków prawdopodobnie obniżyło globalne temperatury. Rzeczywiście, nowe przepisy ONZ wymagające od statków emitowania mniejszej ilości siarki mogą w rzeczywistości nieznacznie podnieść temperaturę (patrz Zaraz zabijemy ogromny, przypadkowy eksperyment w ograniczaniu globalnego ocieplenia).

Jest też długa i bogata historia wysiłków w Stanach Zjednoczonych a Chiny, między innymi, do zasiewania chmur cząsteczkami w celu zwiększenia opadów śniegu lub opadów deszczu (patrz Inżynieria pogody w Chinach). Ale wyniki są mieszane, a lokalne modyfikacje pogody są dalekie od próby przekręcenia gałki w całym systemie klimatycznym.

Czy geoinżynieria nie jest kontrowersyjna?

Bardzo.

Istnieją realne obawy dotyczące prowadzenia, badania, a nawet omawiania geoinżynierii.

Krytycy twierdzą, że otwarte mówienie o możliwości technologicznego rozwiązania zmian klimatu (nie jest to rozwiązanie, jak wyjaśniono powyżej) złagodzi presję na rozwiązanie podstawowej przyczyny problemu: rosnącej emisji gazów cieplarnianych. Niektórzy uważają, że posuwanie się naprzód z eksperymentami na świeżym powietrzu to śliskie zbocze. Może stworzyć zachęty do przeprowadzania coraz większych eksperymentów, dopóki nie będziemy skutecznie robić geoinżynierii bez wspólnej determinacji.

Technologia, która nie zna granic narodowych, stawia również złożone, jeśli nie nie do pokonania, pytania geopolityczne. Kto powinien decydować, i kto powinien mieć coś do powiedzenia? , czy przystąpimy do takiego wysiłku? Jak pogodzić się z jedną globalną średnią temperaturą, do której należy dążyć, skoro będzie ona wpływać na różne narody w bardzo różny sposób? A jeśli nie możemy się zdecydować na jedną lub dojść do konsensusu co do tego, czy w ogóle wdrożyć tę technologię, niektórzy… naród czy jednostka i tak to robią jak mnożą się katastrofy klimatyczne? Jeśli tak, czy to może wywołać konflikty, nawet wojny ?

Niektórzy twierdzą, że majstrowanie przy systemie tak złożonym jak klimat to zabawa w Boga. Albo, że jest po prostu głupotą przeciwdziałać jednemu zanieczyszczeniu innym, albo próbować naprawić technokratyczną porażkę za pomocą technokratycznego rozwiązania.

Ostatnią troską i niekwestionowaną jest to, że modelowanie i eksperymenty powiedzą nam tylko tyle. Tak naprawdę nie możemy wiedzieć, jak dobrze będzie działać geoinżynieria i jakie będą konsekwencje, dopóki jej nie wypróbujemy – iw tym momencie wszyscy utknęliśmy z wynikami.

Więc dlaczego, u licha, ktoś to rozważa?

Niewielu poważnych ludzi określiłoby siebie jako zwolenników geoinżynierii.

Naukowcy, którzy ją badają, wyznają ambiwalencję i otwarcie przyznają, że nie jest to najlepsze rozwiązanie na zmiany klimatu. Martwią się jednak, że społeczeństwo blokuje niebezpieczne poziomy ocieplenia i ekstremalnych warunków pogodowych, kontynuując budowę elektrowni, pojazdów i miast, które będą wypompowywać gazy cieplarniane przez dziesięciolecia. Tak więc rosnąca liczba naukowców twierdzi, że nieodpowiedzialne byłoby nie zbadanie czegoś, co potencjalnie mogłoby uratować wiele, wiele istnień ludzkich, a także gatunków i ekosystemów – o ile jest to wykorzystywane wraz z poważnymi wysiłkami na rzecz zmniejszenia emisji.

Tak, to niebezpieczne, mówią, ale w porównaniu z czym? Bardziej niebezpieczne niż wywołany zmianami klimatu głód, powodzie, pożary, wymierania i migracje, które już zaczynamy widzieć? Gdy te efekty się nasilają, opinia publiczna i politycy mogą pomyśleć, że majstrowanie przy atmosferze całej planety jest ryzykiem, które warto podjąć.

ukryć