Harvard Üniversitesi'nden iklim bilimcisi David Keith , onlarca yıldır insanların araştırmasını ciddiye almalarını sağlamaya çalışıyor. Bir dizi teknolojik düzeltme yoluyla iklim değişikliğiyle mücadele etmeyi amaçlayan jeomühendislik alanında bir öncüdür . Yıllar boyunca, planktonları atmosferden daha fazla karbon emmeye veya havadan karbonu yakalamaya teşvik etmek için okyanusa demir serpmek gibi fikirler içeriyordu .
Keith, karbonu havadan uzaklaştırmak için teknoloji geliştiren bir şirket kurdu, ancak uzmanlık alanı, atmosferde sera gazları tarafından hapsedilen ısı miktarını azaltmak için güneş ışığını Dünya'dan uzağa yansıtmayı içeren güneş enerjisi jeomühendisliğidir . Strateji kanıtlanmadı, ancak modelleme işe yarayacağını gösteriyor. Ve büyük volkanik patlamalar aynı etkiye sahip olabileceğinden, bu fikri destekleyecek bazı gerçek dünya verileri var.
Yakın gelecekte, Keith ve meslektaşları, konseptin ilk testlerinden birini başlatmayı umuyorlar: stratosfer olarak bilinen üst atmosfer katmanına küçük, yansıtıcı parçacıklar enjekte edecek yüksek irtifa balonu . Deneyin yeri ve zamanı henüz belirlenmedi, ancak yapay stratosferik parçacıkların gezegeni, patlamaların doğal olarak yaptığı gibi soğutmaya yardımcı olup olmayacağını göstermeye yönelik bir bebek adımı olacaktır.
Ancak iklim değişikliği için teknolojik bir çözüm kullanma fikri tartışmalı. Araştırmayı bırakın, jeomühendislikten bahsetmek, iklim değişikliğiyle başka yollarla mücadele çabalarını, özellikle de karbon emisyonlarını azaltma konusundaki kritik çalışmaları azaltacağı korkusuyla uzun süredir tabu olarak görülüyor. Bu, jeomühendisliği iklim araştırmalarının sınırlarında bıraktı. Ancak Keith, insanların tutumlarının değişebileceğini söylüyor. Jeomühendisliğin tek başına iklim değişikliği sorununu çözememesine rağmen, emisyonların azaltılmasıyla birlikte dikkatli bir şekilde uygulanması durumunda hasarın azaltılmasına yardımcı olabileceğini savunuyor.
2000 yılında, Keith , Yıllık Enerji ve Çevre İncelemesinde jeomühendislik araştırmalarına genel bir bakış yayınladı ve burada, o ana kadar büyük iklim değerlendirmelerinin büyük ölçüde görmezden geldiğini kaydetti. Bu yılın başlarında, Seattle'da Amerikan Bilim İlerleme Derneği'nin yıllık toplantısında alanın mevcut durumu hakkında konuştu. Knowable Magazine, Keith ile aradan geçen on yıllarda bilimsel, teknolojik ve jeopolitik ortamın nasıl değiştiği hakkında konuştu.
İklim Bilimcisi David Keith ile Soru-Cevap
Bu konuşma, uzunluk ve netlik için düzenlendi.
Yirmi yıl önce jeomühendisliği "son derece tartışmalı" olarak nitelendirmiştiniz. Tartışma o zamandan beri nasıl değişti?
O zamanlar iklim hakkında düşünen oldukça küçük bir grup insanın bildiği ve çoğunlukla konuşmayacakları konusunda hemfikir olduğu bir şeydi. Ve bu kadardı. Şimdi çok daha yaygın olarak tartışılıyor. Bence tabu kesinlikle azaldı. Kesinlikle hala tartışmalı, ama benim görüşüm gerçek bir değişim olduğu yönünde. İklim biliminde veya iklimle ilgili kamu politikasında veya çevre gruplarında yer alan artan sayıda insan, bunun asla uygulanmaması gerektiğini düşünse bile, bunun hakkında konuşmamız gereken bir şey olduğu konusunda hemfikir. Araştırmanın olması gerektiğine dair artan bir anlaşma bile var. Gerçekten farklı hissettiriyor.
Jeomühendislik hakkında konuşmaya karşı neden bir tabu vardı ve sizce bu geçerli miydi?
Bence iyi niyetli; insanlar jeomühendislik hakkında konuşmanın emisyonları azaltma çabalarını azaltabileceğinden endişe etmekte haklılar. Ahlaki tehlike konusundaki bu endişenin araştırma yapmamak için geçerli bir neden olduğunu düşünmüyorum. AIDS üçlü uyuşturucu kokteylinin Afrika'da dağıtılmasına izin vermememiz gerektiğini çünkü bunun kötüye kullanılacağını ve direniş yaratacağını savunan insanlar vardı. Diğerleri, insanlar daha hızlı araç kullanacakları için hava yastıklarının uygulanmasına karşı çıktılar. Risk telafisi potansiyeli – insanların daha fazla risk alarak davranışlarını değiştirme olasılığı – nedeniyle, her türlü potansiyel olarak riski azaltan teknolojiye karşı uzun bir tartışma geçmişi vardır. Bence bu etik olarak karışık bir argüman.
Benim için en ciddi endişe, bazı kuruluşların - emisyon kesintilerini engellemekte siyasi çıkarı olan büyük fosil yakıt şirketleri gibi - emisyon kesintilerine karşı bir argüman olarak jeomühendisliğin potansiyelinden yararlanmaya çalışacak olmasıdır. Bu endişe, muhtemelen bazı büyük sivil toplum gruplarının iklim tartışmalarına daha fazla girmemesi için bu tür tartışmaları engellemek veya sınırlamak istemesinin başlıca nedeni olmuştur. Benim için endişe tamamen haklı, ama bence doğru cevap tartışmadan kaçınmak yerine onunla yüzleşmek. Kararların kapalı kapılar ardında konuşan seçkinler tarafından verildiği bir dünya istemiyorum.
Son yirmi yılda jeomühendislik araştırmalarının miktarı arttı mı?
Dramatik olarak, son birkaç yılda bile. 2000 yılında Yıllık İncelemeler makalesini yazdığımda, neredeyse sıfır organize araştırma vardı. Ara sıra ilgilenen ve zamanlarının yüzde 1'ini harcayan birkaç araştırmacı vardı.
Şimdi, bahsetmek istediğiniz hemen hemen her yerde küçük araştırma programları var. Oldukça ciddi bir Çin programı var; Amerika Birleşik Devletleri'ndeki her şeyden daha iyi finanse edilen bir Avustralyalı var; Avrupa'da birkaç tane var.
Güneş enerjisi jeomühendisliğinin nasıl çalışabileceği konusunda son 20 yılda en büyük sürpriz ne oldu?
Büyük sürpriz, dahil olduğum iki çalışma da dahil olmak üzere, küresel bir güneş jeomühendisliği programının etkilerinin korkulduğu kadar coğrafi olarak eşitsiz olmayacağını gösteren son sonuçlar oldu. Gerçek kamu politikası için önemli olan, kimin daha kötü durumda olduğudur.
Geçen yıl Nature Climate Change'de yayınlanan bir makale için, çok yüksek çözünürlüklü bir bilgisayar modeli kullandık ve tüm kara yüzeyinde iki dünyayı karşılaştırdık: bir dünya, iki kez endüstri öncesi karbondioksit seviyesine sahip olduğumuz ve diğer dünya sıcaklık değişimini yarı yarıya azaltmak için yeterli güneş jeomühendisliğine sahip olduğumuz yer. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli tarafından belirlenen 33 coğrafi çalışma bölgesinin her biri için, güneş enerjisi jeomühendisliğinin belirli bir iklim değişkenini "ılımlı" olarak adlandırdığımız endüstri öncesi seviyelere geri mi yoksa endüstri öncesi dönemden uzaklaştırıp uzaklaştırmayacağına bakmaya çalıştık. , buna "kızgınlık" diyoruz.
En önemli iklim değişkenlerinden bazılarına odaklandık: aşırı sıcaklıktaki değişiklik, ortalama sıcaklıktaki değişiklik, su mevcudiyetindeki değişiklik ve aşırı yağıştaki değişiklik. Ve bulduğumuz şey gerçek olamayacak kadar iyi görünüyor: Tek bir bölgede şiddetlenen tek bir değişken yoktu. Bu bir sürprizdi.
Çevresel Araştırma Mektuplarında Mart ayında yayınlanan bir makalede, aynı analizi başka bir modelle yaptık ve güneş enerjisi jeomühendisliği ile dört bölge hariç tüm bölgelerde her şeyin denetlendiğini bulduk. Ancak bunların dördü de ıslanan kuru bölgeler. Bu yüzden benim tahminim, bu bölgelerde yaşayanların çoğu aslında bu sonucu tercih eder çünkü genel olarak insanlar ıslanmaktan ziyade kurumaktan daha çok endişe duyarlar.
Şimdi, modelin gösterdiği gerçek dünyada doğru olabilir veya olmayabilir. Ancak bu teknolojilere gerçekten bakmak ve bunları deneylerde değerlendirmek için tek bir neden varsa, bu gibi sonuçlar, herhangi bir bölgeyi önemli ölçüde daha da kötüleştirmeden iklimdeki büyük bozulmaların neredeyse tamamını veya çoğunu azaltabileceğinizi gösteriyor. Bu oldukça önemli bir şey.
Stratosferik Kontrollü Pertürbasyon Deneyi (SCoPEx) olarak bilinen planlı gerçek dünya deneyiniz nasıl çalışır?
SCoPEx, aerosolleri stratosfere yerleştirmek ve etkileşimlerini ilk saatler boyunca ve bir tüy halinde bırakıldıktan sonraki ilk kilometrede ölçmek için stratosferik bir balon deneyidir. Bir dizi bilimsel alet taşıyan bir gondol 20 kilometre yüksekliğe kaldıracak bir yüksek irtifa balonu içerir. Buz, kalsiyum karbonat (esas olarak toz kireçtaşı) veya sülfat olarak bilinen sülfürik asit damlacıkları gibi çok az miktarda malzeme salacaktır. Gondol, ölçüm yapmak için serbest bırakılan malzemelerin arasından uçabilmesi için orijinal olarak hava tekneleri için yapılmış pervanelerle donatılacak.
Serbest bırakılan malzemenin miktarı 1 kilogram civarında olacaktır ve bu miktar, bir kez serbest bırakıldığında herhangi bir doğrudan sağlık veya çevresel etki yaratamayacak kadar küçüktür. Amaç, iklimi değiştirmek veya hatta herhangi bir güneş ışığını yansıtıp yansıtamayacağınızı görmek değil. Amaç, basitçe, güneş jeomühendisliğinin nasıl çalışacağını anlamak için çok önemli olan, aerosollerin stratosferde, özellikle de tüylerde oluşma şekline ilişkin modellerimizi geliştirmektir. Deneyi yakında başlatmayı umuyoruz. Ancak bunun ne zaman ve nerede olacağı, balonun mevcudiyetine ve bir danışma komitesinin tavsiyelerine bağlıdır.
Alt atmosferde sülfürik asit kirliliği ile ilgili sağlık riskleri olduğunu biliyoruz. Sülfat aerosollerini stratosfere enjekte etmenin potansiyel sağlık riskleri var mı?
Stratosfere koyduğumuz her şey yüzeye inecek ve bu dikkate almamız gereken risklerden biri. Tam ölçekli bir güneş jeomühendisliği programı, yılda yaklaşık 1,5 milyon ton kükürt ve sülfürik asidin stratosfere enjekte edilmesini içerebilir. Bu, bir uçak filosu kullanılarak yapılabilir; kabaca 100 uçağın sürekli olarak yaklaşık 20 kilometre (12 mil) irtifaya kadar yük taşıması gerekir. Bunun kulağa çılgınca geldiğini düşünmek yanlış olmaz. Alt atmosferdeki sülfürik asit kirliliğinin her yıl birçok insanı öldürdüğünü biliyoruz, bu nedenle sülfürik asidi stratosfere sokmak açıkça bir risk. Ancak yılda 1,5 milyon tonun gerçekte ne kadar olduğunu anlamak önemlidir.
Filipinler'deki Pinatubo Dağı'nın 1991'deki patlaması, bir yıl içinde stratosfere yaklaşık 8 milyon ton kükürt döktü. İklimi soğuttu ve her türlü sistem için etkileri oldu. Mevcut küresel kükürt emisyonları, alt atmosfere yılda yaklaşık 50 milyon tondur ve bu, her yıl birkaç milyon insanı ince partikül hava kirliliğinden öldürmektedir. Dolayısıyla güneş jeomühendisliğinden kaynaklanan göreceli risk oldukça küçüktür ve güneş jeomühendisliği yapmama riskine karşı tartılmalıdır.
Tam ölçekli bir güneş jeomühendisliği programı ne kadar çabuk yerden kalkabilir?
Çok hızlı olabilir, ancak çok hızlı gerçekleştiği tüm yollar, temelde bir ülkenin çok hızlı atladığı kötü durumlardır. Ülkeler için en iyisinin, sadece bunu yapmaya başlaması değil, net planlar ortaya koyması ve kontroller ve dengeler vb. inşa etmesi olduğu açıktır.
Önümüzdeki yarım yıldan on yıla kadar çok daha geniş araştırmalar olsaydı - ki bu mümkün çünkü tutumlar gerçekten değişiyor - o zaman bazı ülke koalisyonlarının ciddi, görünür planlarla gerçek uygulamaya doğru adım atmaya başlaması makul. Bu on yılın sonunda başlayan bilimsel topluluk. Bu kadar hızlı olmasını beklemiyorum ama bence mümkün.
Jeomühendislik, fosil yakıt emisyonlarını azaltmak ve havadan karbonu çıkarmak gibi iklim değişikliğiyle mücadeleye yönelik diğer çabalarla nasıl uyum sağlar?
İklim değişikliği konusunda yaptığımız ilk ve açık ara en önemli şey, ekonomik faaliyet ile karbon emisyonları arasındaki bağı koparan ekonomiyi karbondan arındırmaktır. Emisyonları azaltmak zorunda olduğumuz gerçeğini değiştiren güneş enerjisi jeomühendisliği hakkında söyleyebileceğim hiçbir şey yok. Bunu yapmazsak işimiz biter.
Daha sonra, halihazırda salınmış olan karbonu yakalamayı ve depolamayı içeren karbon giderme, emisyonlar ile atmosferdeki karbondioksit miktarı arasındaki bağlantıyı koparabilir. Büyük ölçekli karbon giderimi, emisyonlar açıkça sıfıra doğru gittiğinde ve ekonominin hafifletilmesi daha zor olan kısmına doğru ilerlediğimizde gerçekten anlamlıdır. Ve sonra güneş jeomühendisliği, atmosferdeki karbondioksit miktarı ile iklim değişiklikleri - deniz seviyesindeki değişiklikler, aşırı olaylardaki değişiklikler, sıcaklıktaki değişiklikler vb. arasındaki bağlantıyı kısmen ve kusurlu bir şekilde zayıflatabilecek, ancak koparmayacak bir şeydir.
Yani atmosferdeki genel sera gazlarının eğrisine bakarsanız, emisyon kesintilerini eğriyi düzleştirdiğini düşünebilirsiniz. Karbon çıkarma, sizi eğrinin diğer tarafına götürür. Ve sonra güneş enerjisi jeomühendisliği eğrinin tepesini kesebilir, bu da zaten havada bulunan karbon dioksit riskini azaltacaktır.
Bazı insanlar onu sadece acil durumlarda hapisten çıkış kartı olarak kullanmamız gerektiğini düşünüyor. Bazı insanlar, onu hızlı bir şekilde sanayi öncesi bir iklime geri dönmek için kullanmamız gerektiğini düşünüyor. Eğriyi kademeli olarak başlatarak ve kademeli olarak sonlandırarak eğrinin tepesini kesmek için güneş jeomühendisliğini kullandığımızı savunuyorum.
Güneş enerjisi jeomühendisliğinin gerçekleşeceği ve iklim krizinde bir fark yaratabileceği konusunda iyimser hissediyor musunuz?
Şu anda o kadar iyimser değilim çünkü mantıklı bir politikaya izin verecek uluslararası bir ortamdan çok daha uzaktayız. Ve bu sadece ABD'de değil Daha popülist rejimlere sahip bir sürü Avrupa ülkesi. Brezilya. Daha otoriter Hindistan ve Çin. Daha milliyetçi bir dünya, değil mi? Yakın vadede küresel, koordineli bir çaba görmek biraz zor. Ama umarım bu şeyler değişir.
Bu hikaye ilk olarak Knowable Magazine'de yayınlandı ve iklim hikayesinin kapsamını güçlendiren küresel bir gazetecilik işbirliği olan Covering Climate Now'ın bir parçası olarak burada yeniden yayınlandı .
