Klimatolog David Keith z Uniwersytetu Harvarda od dziesięcioleci stara się nakłonić ludzi do poważnego potraktowania jego badań. Jest pionierem w dziedzinie geoinżynierii , której celem jest walka ze zmianami klimatu poprzez szereg poprawek technologicznych. Z biegiem lat pojawiły się pomysły, które obejmowały zraszanie żelazem w oceanie, aby stymulować plankton do zasysania większej ilości węgla z atmosfery lub wychwytywania węgla bezpośrednio z powietrza.
Keith założył firmę, która opracowuje technologię usuwania węgla z powietrza, ale jego specjalnością jest geoinżynieria słoneczna, która polega na odbijaniu światła słonecznego od Ziemi w celu zmniejszenia ilości ciepła uwięzionego w atmosferze przez gazy cieplarniane . Strategia nie została udowodniona, ale modelowanie sugeruje, że zadziała. A ponieważ duże erupcje wulkanów mogą mieć ten sam efekt, istnieją pewne dane z rzeczywistego świata, które potwierdzają tę ideę.
W niedalekiej przyszłości Keith i jego koledzy mają nadzieję uruchomić jeden z pierwszych testów koncepcji: balon na dużej wysokości, który wstrzykiwałby maleńkie, odblaskowe cząstki do warstwy górnej atmosfery zwanej stratosferą. Miejsce i czas eksperymentu nie zostały jeszcze ustalone, ale byłby to mały krok w kierunku wykazania, czy sztuczne cząstki stratosferyczne mogą pomóc schłodzić planetę w sposób, w jaki erupcje robią to naturalnie.
Ale pomysł wykorzystania technologicznego rozwiązania do zmiany klimatu jest kontrowersyjny. Mówienie o — nie mówiąc już o badaniach — geoinżynieria od dawna uważana jest za tabu z obawy, że osłabiłaby wysiłki na rzecz walki ze zmianami klimatu innymi sposobami, w szczególności krytycznej pracy nad redukcją emisji dwutlenku węgla. To sprawiło, że geoinżynieria znalazła się na marginesie badań nad klimatem. Ale postawy ludzi mogą się zmieniać, mówi Keith. Twierdzi, że chociaż geoinżynieria sama w sobie nie może rozwiązać problemu zmiany klimatu, może pomóc złagodzić szkody, jeśli zostanie ostrożnie wdrożona wraz z redukcją emisji.
W 2000 r. Keith opublikował przegląd badań geoinżynieryjnych w Annual Review of Energy and the Environment, w którym zauważył, że główne oceny klimatu do tego momentu w dużej mierze go ignorowały. Na początku tego roku przemawiał w Seattle o aktualnym stanie tej dziedziny na dorocznym spotkaniu American Association for the Advancement of Science. Magazyn Knowable rozmawiał z Keithem o tym, jak zmienił się krajobraz naukowy, technologiczny i geopolityczny w ciągu ostatnich dziesięcioleci.
Pytania i odpowiedzi z klimatologiem Davidem Keith
Ta rozmowa została zredagowana pod kątem długości i przejrzystości.
Dwadzieścia lat temu nazwałeś geoinżynierię „głęboko kontrowersyjną”. Jak kontrowersje zmieniły się od tego czasu?
Wtedy było to coś, o czym wiedziała dość mała grupa ludzi, którzy myśleli o klimacie — i w większości zgodzili się, że nie będą o tym rozmawiać. I to było to. Teraz jest to o wiele szerzej dyskutowane. Myślę, że tabu na pewno zostało zredukowane. To z pewnością wciąż kontrowersyjne, ale mam wrażenie, że nastąpiła prawdziwa zmiana. Coraz większa liczba osób zajmujących się nauką o klimacie lub polityką publiczną dotyczącą klimatu lub grupami środowiskowymi zgadza się, że jest to coś, o czym powinniśmy rozmawiać, nawet jeśli wielu uważa, że nigdy nie powinno to być wdrażane. Istnieje nawet coraz większa zgoda, że badania powinny się odbyć. To naprawdę inne uczucie.
Dlaczego było tabu na temat mówienia o geoinżynierii i czy uważasz, że było to zasadne?
Myślę, że to dobre intencje; ludzie słusznie martwią się, że mówienie o geoinżynierii może zmniejszyć wysiłki na rzecz ograniczenia emisji. Nie sądzę, aby ta troska o pokusę nadużycia była ważnym powodem, by nie przeprowadzać badań. Byli ludzie, którzy argumentowali, że nie powinniśmy pozwolić na dystrybucję potrójnego koktajlu AIDS w Afryce, ponieważ byłby on nadużywany, tworząc opór. Inni sprzeciwiali się wdrażaniu poduszek powietrznych, ponieważ ludzie jechaliby szybciej. Od dawna dyskutuje się przeciwko wszelkim technologiom potencjalnie zmniejszającym ryzyko ze względu na możliwość kompensacji ryzyka — możliwość, że ludzie zmienią zachowanie, podejmując większe ryzyko. Myślę, że to etycznie zagmatwany argument.
Dla mnie najpoważniejszą obawą jest to, że niektóre podmioty – takie jak duże firmy paliwowe, które mają polityczny interes w blokowaniu cięć emisji – będą próbowały wykorzystać potencjał geoinżynierii jako argumentu przeciwko cięciom emisji. Ta obawa jest prawdopodobnie głównym powodem, dla którego niektóre duże grupy społeczeństwa obywatelskiego chcą blokować lub ograniczać dyskusję na ten temat, aby nie wchodziły szerzej w debatę klimatyczną. Dla mnie obawa jest całkowicie uzasadniona, ale myślę, że właściwą odpowiedzią jest konfrontacja z nią, a nie unikanie debaty. Nie chcę świata, w którym decyzje podejmują elity rozmawiające za zamkniętymi drzwiami.
Czy liczba badań geoinżynieryjnych wzrosła w ciągu ostatnich dwóch dekad?
Dramatycznie, nawet w ciągu ostatnich kilku lat. Kiedy w 2000 roku pisałem ten artykuł do rocznych przeglądów, nie było praktycznie żadnych zorganizowanych badań. Kilku badaczy od czasu do czasu się zainteresowało i poświęciło około 1 procent swojego czasu.
Obecnie prawie wszędzie jest niewiele programów badawczych, o których warto wspomnieć. Istnieje chiński program, który jest dość poważny; jest taki australijski, który jest lepiej finansowany niż cokolwiek w Stanach Zjednoczonych; jest ich kilka w Europie.
Co było największą niespodzianką w ciągu ostatnich 20 lat w sposobie, w jaki może działać geoinżynieria słoneczna?
Wielką niespodzianką były ostatnie wyniki, w tym dwa badania, w których brałem udział, pokazujące, że skutki globalnego programu geoinżynierii słonecznej nie będą tak nierówne geograficznie, jak się obawiano. Dla prawdziwej polityki publicznej liczy się to, kto się pogorszy.
W jednym artykule opublikowanym w zeszłym roku w Nature Climate Change użyliśmy modelu komputerowego o bardzo wysokiej rozdzielczości i porównaliśmy na całej powierzchni lądu dwa światy: jeden świat, w którym mamy dwa razy więcej przedindustrialnych poziomów dwutlenku węgla, a drugi świat. gdzie mamy wystarczająco dużo geoinżynierii słonecznej, aby zmniejszyć zmianę temperatury o połowę. W przypadku każdego z 33 geograficznych regionów badawczych wyznaczonych przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu staraliśmy się sprawdzić, czy geoinżynieria słoneczna przesunęłaby konkretną zmienną klimatyczną z powrotem do poziomów przedindustrialnych, które nazywamy „umiarkowanymi”, czy odsunęłaby ją dalej od przedindustrialnych. , który nazywamy „zaostrzonym”.
Skupiliśmy się na niektórych z najważniejszych zmiennych klimatycznych: zmianie ekstremalnej temperatury, zmianie średniej temperatury, zmianie dostępności wody i zmianie ekstremalnych opadów. A to, co odkryliśmy, wydaje się zbyt piękne, aby mogło być prawdziwe: w jednym regionie nie było ani jednej zmiennej, która byłaby zaostrzona. To była niespodzianka.
W artykule opublikowanym w marcu w Environmental Research Letters, przeprowadziliśmy tę samą analizę z innym modelem i odkryliśmy, że w geoinżynierii słonecznej wszystko jest moderowane we wszystkich regionach z wyjątkiem czterech. Ale wszystkie cztery to suche regiony, które stają się wilgotniejsze. Sądzę więc, że wielu mieszkańców tych regionów wolałoby taki wynik, ponieważ generalnie ludzie bardziej martwią się o to, że stanie się bardziej sucha niż mokra.
Teraz to, co pokazuje model, może, ale nie musi, być prawdą w prawdziwym świecie. Ale jeśli istnieje jeden powód, aby naprawdę przyjrzeć się tym technologiom i ocenić je w eksperymentach, to takie wyniki pokazują, że można zredukować prawie wszystkie lub wiele głównych perturbacji klimatycznych bez znacznego pogorszenia jakiegokolwiek regionu. To całkiem niezła rzecz.
Jak wyglądałby twój zaplanowany eksperyment w świecie rzeczywistym, znany jako Stratosferyczny Eksperyment Kontrolowanych Zaburzeń (SCoPEx), działałby?
SCoPEx to stratosferyczny eksperyment balonowy, w którym umieszcza się aerozole w stratosferze i mierzy ich interakcję w ciągu pierwszych godzin i mniej więcej pierwszego kilometra po uwolnieniu w pióropuszu. Obejmuje balon na dużej wysokości, który uniesie gondolę z pakietem instrumentów naukowych na wysokość 20 kilometrów. Uwalnia bardzo małą ilość materiałów, takich jak lód, węglan wapnia (zasadniczo sproszkowany wapień) lub krople kwasu siarkowego znane jako siarczany. Gondola będzie wyposażona w śmigła, które zostały pierwotnie wykonane dla łodzi powietrznych, aby mogła przelatywać przez pióropusz uwolnionych materiałów w celu wykonania pomiarów.
Ilość uwolnionego materiału będzie rzędu 1 kilograma, co jest o wiele za małe, aby po uwolnieniu miało jakikolwiek bezpośredni wpływ na zdrowie lub środowisko. Celem nie jest zmiana klimatu ani nawet sprawdzenie, czy możesz odbijać światło słoneczne. Celem jest po prostu ulepszenie naszych modeli formowania się aerozoli w stratosferze, zwłaszcza w pióropuszach, co jest bardzo istotne dla zrozumienia, jak działa geoinżynieria słoneczna. Mamy nadzieję, że wkrótce rozpoczniemy eksperyment. Ale kiedy i gdzie to nastąpi, zależy od dostępności balonów i zaleceń komitetu doradczego.
Wiemy, że istnieje zagrożenie dla zdrowia związane z zanieczyszczeniem kwasem siarkowym w niższych warstwach atmosfery. Czy istnieje potencjalne zagrożenie dla zdrowia związane z wstrzykiwaniem aerozoli siarczanowych do stratosfery?
Wszystko, co umieścimy w stratosferze, sprowadzi się na powierzchnię i jest to jedno z zagrożeń, które musimy wziąć pod uwagę. Pełnowymiarowy program geoinżynierii słonecznej może obejmować wstrzykiwanie do stratosfery około 1,5 miliona ton siarki i kwasu siarkowego rocznie. Można to zrobić za pomocą floty samolotów; około 100 samolotów musiałoby nieprzerwanie latać z ładunkami do około 20 kilometrów (12 mil) wysokości. Nie pomylisz się, jeśli pomyślisz, że brzmi to szalenie. Wiemy, że zanieczyszczenie kwasem siarkowym w niższych warstwach atmosfery zabija każdego roku wiele osób, więc wprowadzenie kwasu siarkowego do stratosfery jest oczywiście ryzykiem. Ale ważne jest, aby zrozumieć, ile tak naprawdę wynosi 1,5 miliona ton rocznie.
Erupcja Mount Pinatubo na Filipinach w 1991 roku wylała do stratosfery około 8 milionów ton siarki w ciągu roku. Ochłodził klimat i miał wpływ na wszelkiego rodzaju systemy. Obecne globalne emisje siarki wynoszą około 50 milionów ton rocznie do niższych warstw atmosfery, co każdego roku zabija kilka milionów ludzi z powodu zanieczyszczenia powietrza drobnymi cząstkami. Zatem względne ryzyko związane z geoinżynierią słoneczną jest dość małe i należy je zważyć z ryzykiem zaniechania geoinżynierii słonecznej.
Jak szybko pełnowymiarowy program geoinżynierii słonecznej mógł ruszyć z miejsca?
Może się to wydarzyć bardzo szybko, ale wszystkie sposoby, w jakie toczy się bardzo szybko, są złymi przypadkami, w zasadzie gdy jeden kraj po prostu wskakuje na to bardzo szybko. Oczywiste jest, że najlepiej byłoby, gdyby kraje nie tylko zaczęły to robić, ale by sformułowały jasne plany, wprowadziły mechanizmy kontroli i równowagi i tak dalej.
Gdyby przez następne pół dekady do dekady przeprowadzono znacznie szersze badania — co jest możliwe, ponieważ postawy naprawdę się zmieniają — wówczas jest prawdopodobne, że jakaś koalicja krajów mogłaby zacząć zbliżać się do rzeczywistego wdrożenia z poważnymi, widocznymi planami, które mogą być krytykowane przez społeczności naukowej począwszy od końca tej dekady. Nie spodziewam się, że stanie się to tak szybko, ale myślę, że to możliwe.
Jak geoinżynieria wpisuje się w inne wysiłki na rzecz przeciwdziałania zmianom klimatu, takie jak ograniczanie emisji z paliw kopalnych i usuwanie węgla z powietrza?
Pierwszą i zdecydowanie najważniejszą rzeczą, jaką robimy w sprawie zmian klimatu, jest dekarbonizacja gospodarki, co zrywa związek między działalnością gospodarczą a emisją dwutlenku węgla. Nic nie mogę powiedzieć o geoinżynierii słonecznej, co zmieniałoby fakt, że musimy ograniczać emisje. Jeśli tego nie zrobimy, skończymy.
Wtedy usuwanie dwutlenku węgla, które obejmuje wychwytywanie i przechowywanie węgla, który już został wyemitowany, może zerwać związek między emisjami a ilością dwutlenku węgla w atmosferze. Usuwanie dwutlenku węgla na dużą skalę naprawdę ma sens, gdy emisje wyraźnie zmierzają w kierunku zera, a my zbliżamy się do trudniejszej do złagodzenia części gospodarki. A geoinżynieria słoneczna to rzecz, która może częściowo i niedoskonale osłabić, ale nie zerwać, związek między ilością dwutlenku węgla w atmosferze a zmianami klimatycznymi — zmianami poziomu morza, zmianami ekstremalnych zdarzeń, zmianami temperatury itp.
Więc jeśli spojrzysz na krzywą ogólnych gazów cieplarnianych w atmosferze, możesz pomyśleć o redukcji emisji jako spłaszczeniu krzywej. Usuwanie węgla prowadzi na drugą stronę krzywej. A następnie geoinżynieria słoneczna może odciąć szczyt krzywej, co zmniejszyłoby ryzyko dwutlenku węgla, który już znajduje się w powietrzu.
Niektórzy uważają, że powinniśmy używać jej tylko jako karty wyjścia z więzienia w nagłych wypadkach. Niektórzy uważają, że powinniśmy go wykorzystać, aby szybko spróbować wrócić do klimatu przedindustrialnego. Twierdzę, że używamy geoinżynierii słonecznej, aby odciąć szczyt krzywej, stopniowo ją rozpoczynając i stopniowo kończąc.
Czy jesteś optymistą, jeśli chodzi o szanse, że geoinżynieria słoneczna się wydarzy i może coś zmienić w kryzysie klimatycznym?
Nie jestem teraz aż tak optymistyczny, ponieważ wydaje się, że jesteśmy znacznie dalej od międzynarodowego środowiska, które pozwoli na rozsądną politykę. I to nie tylko w USA. To cała masa krajów europejskich z bardziej populistycznymi reżimami. To Brazylia. To bardziej autorytarne Indie i Chiny. To bardziej nacjonalistyczny świat, prawda? Trochę trudno wyobrazić sobie globalny, skoordynowany wysiłek w najbliższym czasie. Ale mam nadzieję, że to się zmieni.
Ta historia pierwotnie ukazała się w Knowable Magazine i została ponownie opublikowana tutaj w ramach Covering Climate Now , globalnej współpracy dziennikarskiej wzmacniającej relację o klimacie.
