수십 년 동안 Harvard University의 기후 과학자 David Keith 는 사람들이 자신의 연구를 진지하게 받아들이도록 하려고 노력해 왔습니다. 그는 다양한 기술 수정을 통해 기후 변화에 대처하는 것을 목표로 하는 지구 공학 분야의 개척자입니다 . 수년 동안 아이디어에는 플랑크톤 이 대기에서 더 많은 탄소를 흡수 하도록 자극 하거나 공기에서 직접 탄소를 포획 하기 위해 바다에 철을 뿌리는 것이 포함되었습니다 .
Keith는 공기에서 탄소를 제거하는 기술을 개발하는 회사를 설립했지만 그의 전문 분야는 태양 지구 공학입니다. 이 공학은 온실 가스에 의해 대기에 갇힌 열의 양을 줄이기 위해 지구에서 햇빛을 반사시키는 것을 포함 합니다. 이 전략은 입증되지 않았지만 모델링은 효과가 있을 것이라고 제안합니다. 그리고 주요 화산 폭발이 동일한 효과를 가질 수 있기 때문에 아이디어를 뒷받침할 실제 데이터가 있습니다.
가까운 장래에 Keith와 그의 동료들은 성층권으로 알려진 상층 대기층에 작은 반사 입자를 주입하는 고공 풍선이라는 개념의 첫 번째 테스트 중 하나를 시작하기를 희망합니다 . 실험의 장소와 시간은 아직 결정되지 않았지만 인공 성층권 입자가 분화가 자연적으로 하는 것처럼 지구를 냉각시키는 데 도움이 될 수 있는지 여부를 보여주는 첫 단계가 될 것입니다.
그러나 기후 변화에 대한 기술적 해결책을 사용하는 아이디어는 논란의 여지가 있습니다. 연구는 고사하고 지구 공학에 대해 이야기하는 것은 다른 방식으로 기후 변화에 맞서려는 노력, 특히 탄소 배출량을 줄이는 중요한 작업을 방해할 수 있다는 두려움 때문에 오랫동안 금기시되어 왔습니다. 그것은 기후 연구의 변두리에 지구 공학을 남겼습니다. 그러나 사람들의 태도는 바뀔 수 있다고 Keith는 말합니다. 그는 지구 공학만으로는 기후 변화 문제를 해결할 수 없지만 배출 감소와 함께 신중하게 구현하면 피해를 완화하는 데 도움이 될 수 있다고 주장합니다.
2000년 Keith 는 Annual Review of Energy and Environment에서 지구 공학 연구 에 대한 개요를 발표 했는데, 여기에서 그는 그 시점까지의 주요 기후 평가가 대부분 이를 무시했다고 지적했습니다. 올해 초, 그는 시애틀에서 열린 미국 과학 진흥 협회(American Association for the Advancement of Science) 연례 회의에서 해당 분야의 현황에 대해 연설했습니다. Knowable Magazine은 지난 수십 년 동안 과학, 기술 및 지정학적 지형이 어떻게 변했는지 Keith와 이야기했습니다.
기후 과학자 David Keith와의 Q&A
이 대화는 길이와 명확성을 위해 편집되었습니다.
20년 전에 당신은 지구공학을 "심각한 논쟁거리"라고 불렀습니다. 이후 논란이 어떻게 달라졌나.
그 당시 기후에 대해 생각한 아주 작은 그룹의 사람들이 알고 있었고 대부분은 이야기하지 않겠다는 데 동의했습니다. 그리고 그게 전부였습니다. 이제 훨씬 더 광범위하게 논의됩니다. 확실히 금기가 줄어들었다고 생각합니다. 그것은 확실히 여전히 논쟁의 여지가 있지만, 내 감각은 실제적인 변화가 있었다는 것입니다. 기후 과학 또는 기후에 관한 공공 정책 또는 환경 단체에 속한 사람들의 증가하는 수는 비록 많은 사람들이 그것이 실행되어서는 안 된다고 생각하더라도 이것이 우리가 이야기해야 하는 것에 동의합니다. 연구가 이루어져야 한다는 데 동의하는 목소리도 커지고 있습니다. 정말 다른 느낌입니다.
지구 공학에 대해 이야기하는 것을 금기시하는 이유는 무엇이며 그것이 타당하다고 생각하십니까?
좋은 의도라고 생각합니다. 사람들은 지구 공학에 대해 이야기하는 것이 배출량을 줄이기 위한 노력을 줄일 수 있다고 걱정하는 것이 옳습니다. 나는 모럴 해저드에 대한 이러한 우려가 연구를 하지 말아야 할 타당한 이유라고 생각하지 않습니다. AIDS 3제 칵테일이 오용되어 저항을 일으킬 수 있기 때문에 아프리카에 배포되는 것을 허용해서는 안 된다고 주장하는 사람들이 있었습니다. 다른 사람들은 사람들이 더 빨리 운전할 것이기 때문에 에어백의 구현에 반대했습니다. 사람들이 더 많은 위험을 감수함으로써 행동을 바꿀 가능성이 있는 위험 보상의 가능성 때문에 모든 종류의 잠재적 위험 감소 기술에 대해 오랫동안 논쟁을 벌여온 역사가 있습니다. 윤리적으로 혼란스러운 주장이라고 생각합니다.
나에게 가장 심각한 우려는 배출량 감축을 막는 데 정치적인 이해관계가 있는 대규모 화석 연료 회사와 같은 일부 단체가 배출량 감축에 반대하는 주장으로 지구 공학의 잠재력을 이용하려고 시도할 것이라는 점입니다. 이러한 우려는 일부 큰 시민 사회 단체가 기후 논쟁에 더 광범위하게 참여하지 않도록 이 문제에 대한 토론을 차단하거나 억제하려는 주된 이유였을 것입니다. 저로서는 우려가 충분히 정당화되지만 논쟁을 피하는 것보다 정면으로 맞서는 것이 정답이라고 생각합니다. 나는 비밀리에 이야기하는 엘리트들이 결정을 내리는 세상을 원하지 않습니다.
지난 20년 동안 지구 공학 연구의 양이 증가했습니까?
극적으로, 심지어 지난 몇 년 동안. 내가 2000년에 연례 리뷰 논문을 썼을 때 조직화된 연구는 거의 없었습니다. 가끔 관심을 갖고 시간의 1% 정도를 투자하는 연구원이 몇 명 있었습니다.
이제 언급하려는 거의 모든 곳에서 거의 연구 프로그램이 없습니다. 꽤 심각한 중국어 프로그램이 있습니다. 미국에서 가장 좋은 자금을 지원하는 호주 기업이 있습니다. 유럽에는 여러 개가 있습니다.
태양 지구 공학이 작동하는 방식에서 지난 20년 동안 가장 놀라운 점은 무엇이었습니까?
내가 참여한 두 개의 연구를 포함하여 최근 결과가 가장 놀라웠습니다. 글로벌 태양 지구 공학 프로그램의 효과가 우려했던 것만큼 지리적으로 불평등하지 않을 것이라는 것을 보여주었습니다. 진정한 공공 정책에 있어 중요한 것은 누가 더 나빠지는가 하는 것입니다.
작년에 Nature Climate Change에 발표된 한 논문에서 우리는 매우 고해상도의 컴퓨터 모델을 사용하여 지표면 전체에 걸쳐 두 개의 세계를 비교했습니다. 온도 변화를 절반으로 줄이기에 충분한 태양 지구 공학이 있는 곳입니다. 기후 변화에 관한 정부간 패널이 지정한 33개의 지리적 연구 지역 각각에 대해 우리는 태양 지구 공학이 특정 기후 변수를 산업화 이전 수준으로 다시 이동시킬지 여부를 확인하려고 했습니다. , 우리는 "악화"라고 부릅니다.
우리는 극한 기온의 변화, 평균 기온의 변화, 물 가용성의 변화, 극한 강수의 변화와 같은 가장 중요한 기후 변수에 초점을 맞췄습니다. 그리고 우리가 발견한 것은 사실이라고 하기에는 너무 좋은 것 같습니다. 단일 지역에서 악화된 단일 변수가 없었습니다. 그것은 놀라운 일이었습니다.
3월에 Environmental Research Letters에 게재된 논문에서 우리는 다른 모델로 동일한 분석을 수행했으며 태양 지구 공학을 사용하면 4개 지역을 제외한 모든 지역에서 모든 것이 조정된다는 것을 발견했습니다. 그러나 그 4개 지역은 모두 더 습해지는 건조한 지역입니다. 따라서 일반적으로 사람들은 습한 것보다 건조해지는 것에 대해 더 걱정하기 때문에 해당 지역의 많은 주민들이 실제로 그 결과를 선호할 것이라고 생각합니다.
이제 모델이 보여주는 것이 현실 세계에서 사실일 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 그러나 이러한 기술을 실제로 살펴보고 실험에서 평가해야 하는 단 하나의 이유가 있다면, 이와 같은 결과는 지역을 크게 악화시키지 않으면서 기후의 주요 섭동을 거의 모두 또는 많이 줄일 수 있음을 보여줍니다. 그것은 꽤 일입니다.
성층권 통제 섭동 실험(SCoPEx)으로 알려진 계획된 실제 실험은 어떻게 작동합니까?
SCoPEx는 성층권 풍선 실험으로 성층권에 에어로졸을 넣고 플룸으로 방출된 후 처음 몇 시간과 첫 1km 동안 상호 작용을 측정합니다. 여기에는 과학 장비 패키지를 실은 곤돌라를 고도 20km까지 들어 올리는 고공 풍선이 포함됩니다. 얼음, 탄산칼슘(기본적으로 분말 석회암) 또는 황산염으로 알려진 황산 방울과 같은 매우 적은 양의 물질을 방출합니다. 곤돌라는 원래 에어보트용으로 제작된 프로펠러가 장착되어 측정을 위해 방출된 물질의 깃털을 통과할 수 있습니다.
방출되는 물질의 양은 1킬로그램 정도이며 방출되면 건강이나 환경에 직접적인 영향을 주기에는 너무 적은 양입니다. 목표는 기후를 바꾸거나 햇빛을 반사할 수 있는지 확인하는 것이 아닙니다. 목표는 성층권, 특히 기둥에서 에어로졸이 형성되는 방식에 대한 모델을 개선하는 것입니다. 이는 태양 지구 공학이 작동하는 방식을 이해하는 데 매우 관련이 있습니다. 곧 실험을 시작할 수 있기를 바랍니다. 그러나 언제 어디서 그것이 일어날지는 풍선 가용성과 자문 위원회의 권고에 달려 있습니다.
우리는 낮은 대기에서 황산 오염과 관련된 건강 위험이 있음을 알고 있습니다. 성층권에 황산염 에어로졸 주입으로 인한 잠재적인 건강 위험이 있습니까?
우리가 성층권에 넣는 모든 것은 결국 표면으로 내려올 것이며, 이것이 우리가 고려해야 할 위험 중 하나입니다. 본격적인 태양 지구 공학 프로그램에는 연간 약 150만 톤의 황과 황산을 성층권에 주입하는 작업이 포함될 수 있습니다. 이것은 항공기를 사용하여 수행할 수 있습니다. 대략 100대의 항공기가 최대 약 20km(12마일) 고도까지 페이로드를 지속적으로 비행해야 합니다. 이것이 미친 소리라고 생각하는 것은 잘못이 아닙니다. 우리는 낮은 대기의 황산 오염으로 매년 많은 사람들이 사망한다는 것을 알고 있으므로 황산을 성층권에 넣는 것은 분명히 위험합니다. 그러나 연간 150만 톤이 실제로 얼마인지 이해하는 것이 중요합니다.
1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발로 1년 동안 약 800만 톤의 유황이 성층권에 쏟아졌습니다. 그것은 기후를 식혔고 모든 종류의 시스템에 영향을 미쳤습니다. 현재 전 세계적으로 배출되는 황은 낮은 대기로 연간 약 5천만 톤이며, 미세 입자 대기 오염으로 인해 매년 수백만 명이 사망합니다. 따라서 태양 지구 공학의 상대적 위험은 상당히 작으며 태양 지구 공학을 수행하지 않을 위험과 비교해야 합니다.
본격적인 태양광 지구공학 프로그램이 얼마나 빨리 시작될 수 있었습니까?
그것은 매우 빠르게 일어날 수 있지만 매우 빠르게 일어나는 모든 방식은 기본적으로 한 국가가 매우 빠르게 뛰어드는 나쁜 경우입니다. 국가가 그냥 시작하는 것이 아니라 명확한 계획을 세우고 견제와 균형 등을 구축하는 것이 최선이 될 것이 분명합니다.
향후 50년에서 10년 동안 훨씬 더 광범위한 연구가 있었다면(태도가 실제로 바뀌었기 때문에 가능), 일부 국가 연합이 비판적일 수 있는 심각하고 가시적인 계획으로 실제 구현을 향해 조금씩 다가갈 수 있다는 것은 그럴듯합니다. 2010년 말부터 시작되는 과학 커뮤니티. 나는 그것이 그렇게 빨리 일어날 것이라고 기대하지 않지만, 나는 그것이 가능하다고 생각합니다.
지구 공학은 화석 연료 배출을 줄이고 공기에서 탄소를 제거하는 것과 같은 기후 변화에 대처하기 위한 다른 노력과 어떻게 조화를 이루고 있습니까?
기후 변화에 대해 우리가 하는 첫 번째이자 가장 중요한 일은 경제 활동과 탄소 배출 간의 연결을 끊는 경제를 탈탄소화하는 것입니다. 우리가 배출량을 줄여야 한다는 사실을 바꾸는 태양 지구 공학에 대해 제가 말할 수 있는 것은 없습니다. 그렇게 하지 않으면 끝입니다.
그런 다음 이미 배출된 탄소를 포집 및 저장하는 것과 관련된 탄소 제거는 배출과 대기 중 이산화탄소 양 사이의 연결을 끊을 수 있습니다. 대규모 탄소 제거는 배출량이 분명히 0을 향해 가고 있고 우리가 완화하기 어려운 경제 덩어리를 향해 가고 있을 때 정말 의미가 있습니다. 그리고 태양 지구 공학은 해수면 변화, 극한 현상의 변화, 온도 변화 등 대기 중 이산화탄소의 양과 기후 변화 사이의 연결을 부분적으로 그리고 불완전하게 약화시킬 수 있지만 끊지 않을 수 있습니다.
따라서 대기의 전체 온실 가스 곡선을 보면 배출량 감소를 곡선을 평평하게 만드는 것으로 생각할 수 있습니다. 탄소 제거는 당신을 커브의 반대편으로 데려갑니다. 그런 다음 태양 지구 공학은 곡선의 상단을 차단할 수 있습니다. 그러면 이미 대기 중에 있는 이산화탄소의 위험을 줄일 수 있습니다.
어떤 사람들은 비상시에 탈출 카드로만 사용해야 한다고 생각합니다. 어떤 사람들은 산업화 이전의 기후로 빨리 돌아가기 위해 그것을 사용해야 한다고 생각합니다. 나는 우리가 태양 지구 공학을 사용하여 곡선을 점진적으로 시작하고 점차적으로 끝냄으로써 곡선의 정상을 잘라낸다고 주장하고 있습니다.
태양 지구 공학이 일어나고 기후 위기에 변화를 일으킬 수 있는 가능성에 대해 낙관적입니까?
우리가 합리적인 정책을 허용할 국제 환경에서 훨씬 더 멀리 떨어져 있는 것처럼 보이기 때문에 저는 지금 그렇게 낙관적이지 않습니다. 그리고 그것은 미국에서만이 아니라 더 많은 포퓰리즘 정권을 가진 유럽 국가들입니다. 브라질입니다. 더 권위적인 인도와 중국입니다. 더 민족주의적인 세상이죠? 가까운 시일 내에 글로벌하고 조정된 노력을 보기는 조금 어렵습니다. 하지만 그런 것들이 바뀌길 바랍니다.
이 이야기는 원래 Knowable Magazine에 실렸으며 기후 이야기의 보도를 강화하는 글로벌 저널리즘 협업 인 Covering Climate Now의 일부로 여기에 다시 게시되었습니다 .
