Een groeiend aantal gegevens wijst op het feit dat het klimaat verandert en dat menselijke activiteit de belangrijkste oorzaak is. De recente nationale klimaatbeoordeling, opgesteld door meer dan 300 wetenschappers en gebaseerd op tientallen jaren onderzoek, wees uit dat de VS al sinds 1900 bijna 2 graden Fahrenheit (1, 1 graden Celsius) heeft opgewarmd, snowpack is afgenomen en zestien van de warmste zeventien sinds het jaar 2000 zijn er recordjaren opgetreden.
De wereld warmt op en wij zijn verantwoordelijk. Nu beginnen sommige wetenschappers zich af te vragen of dezelfde mondiale krachten die mensen onbewust inzetten om klimaatverandering te bewerkstelligen, kunnen worden gebruikt om de buitengewone kosten te verminderen die zelfs een paar graden opwarming zouden veroorzaken. Ze ondersteunen het idee dat we opzettelijk grootschalige veranderingen op de planeet moeten aanbrengen en onze wereldwijde koolstofvoetafdruk drastisch moeten verkleinen. Die grootschalige veranderingen - het chemisch vangen van koolstof uit de lucht, het stimuleren van de groei van koolstofetend plankton of het creëren van een reflecterende waas in de bovenste atmosfeer om zonlicht te reflecteren - worden gezamenlijk geo-engineering genoemd.
Hoewel veel wetenschappers geloven dat geo-engineering van de aarde op een dag nodig kan zijn om het leven te behouden zoals we het kennen, koopt het publiek het tot nu toe niet. Het vooronderzoek om erachter te komen of geo-engineeringprojecten zelfs zouden werken, gaat daarom uiterst voorzichtig te werk.
Een mogelijke methode om de planeet te koelen, is het vrijgeven van aerosolen in de stratosfeer om zonlicht te reflecteren. Een groep onderzoekers van Harvard wil dit concept onderzoeken door een zeer kleine hoeveelheid calciumcarbonaat te bestuderen met behulp van een ballon op grote hoogte. (Harvard universiteit) "Ik denk dat als onderzoek naar zonne-energiebedrijven vooruit gaat, het belangrijk is dat het op verantwoorde wijze wordt gedaan en dat het wordt gedaan in een tempo dat ... niet te ver voor zichzelf uitkomt", zegt Lizzie Burns, de projectmanager van Harvard's zonne-geo-engineering onderzoeksprogramma. "Ik denk dat het belangrijk is om governance samen met onderzoek te ontwikkelen, en als dat wat langer duurt, ben ik daar prima mee."
Zelfs als we op een of andere manier morgen volledig stoppen met de uitstoot van kooldioxide, zeggen veel wetenschappers dat het niet genoeg zou zijn. Onze oceanen absorberen momenteel een deel van de overtollige hitte van de planeet, waardoor de luchttemperatuur achterblijft. De opwarming die we vandaag zien, werd in gang gezet door beslissingen die decennia geleden werden genomen. Sommige wetenschappers zeggen dat we al toegewijd zijn aan een verhoging van 1 graad Fahrenheit (0, 5 Celsius) tegen 2100, wat we ook doen. Gezien de omvang van het probleem, vinden geo-engineering advocaten het belangrijk om naar nieuwe technologieën te kijken.
Het idee komt niet alleen uit de marge. Het Intergovernmental Panel on Climate Change, een VN-orgaan dat sinds 1990 het steeds panieker wordende alarm geeft over klimaatverandering, zei in oktober 2018 dat het onwaarschijnlijk leek (bijna "onmogelijk") dat opwarming onder 2 graden Celsius kon worden gehouden zonder ontwikkeling van infrastructuur om koolstof uit de atmosfeer te verwijderen - iets wat we momenteel niet op grote schaal kunnen doen.
Dus kijken wetenschappers naar andere manieren om de planeet te koelen. Onderzoekers hebben voorgesteld wolken helderder te maken, zeespray reflectiever te maken of zelfs een gigantische spiegel in de ruimte te lanceren om extra zonlicht te reflecteren. De meest veelbelovende en betaalbare van deze methoden is stratosferische aerosolinjectie, waarbij kleine deeltjes in de bovenste atmosfeer worden gespoten. Die deeltjes zouden zonlicht van de aarde reflecteren, waardoor de zon effectief wordt gedimd en in theorie de planeet wordt gekoeld.
Veel studies met computermodellen hebben aangetoond dat deze methode in theorie zou werken. De nieuwste studie, vandaag gepubliceerd in Nature Climate Change, gebruikte een geavanceerd model dat extreme regenval en orkanen simuleert, en ontdekte dat het reflecteren van zonlicht met aerosolen de aarde uniform kon koelen met minimale extra effecten.
Hoewel een stratosferisch aërosolinjectie-experiment nog niet is uitgevoerd, hebben wetenschappers een idee van wat er gebeurt als kleine deeltjes in de bovenste atmosfeer worden gespuwd dankzij vulkaanuitbarstingen. Wanneer Mt. Pinatubo in de Filippijnen brak uit in 1991, de ruwweg 20 miljoen ton zwaveldioxide die het gedurende 15 maanden 20 mijl omhoog gooide koelde de mondiale temperaturen met 0, 6 graden Celsius.
De uitbarstingskolom van Mt. Pinatubo gezien vanaf Clark Air Base in de Filippijnen, 12 juni 1991, drie dagen voordat het de op één na grootste terrestrische uitbarsting van de 20e eeuw opblies. (USGS / Richard P. Hoblitt) Naast de Pinatubo-uitbarsting hebben we weinig gegevenspunten die onthullen hoe zwavel in de stratosfeer de planeet zou beïnvloeden. De Pinatubo-uitbarstingsgegevens waren "ongelooflijk waardevol" voor het valideren van modellen, maar "een uitbarsting is niet hetzelfde als een voortdurende uitstoot van zwaveldioxide", zegt Douglas MacMartin, een professor in mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Cornell University. "Als Pinatubo was uitgebroken In een ander seizoen had het misschien verschillende impacts. Het ging tegelijkertijd met El Niño af en sommige van de impacts zijn moeilijk te ontwarren. We weten niet eens precies hoeveel materiaal er in de stratosfeer is gestopt. "
We weten niet veel, zo blijkt. Volgens een opiniestuk dat MacMartin in januari co-auteur was van de Proceedings van de National Academy of Sciences, weten we niet alleen niet of stratosferische aerosolinjectie zou werken, we hebben geen goed idee van wat er mis zou kunnen gaan. In theorie zou het injecteren van aerosolen in de stratosfeer de planeet kunnen koelen met als gevolg dat seizoensgebonden weerspatronen worden verstoord, wat kan leiden tot wijdverbreide overstromingen of droogte. We kunnen onze voedselvoorziening schaden, hetzij door de hoeveelheid zonlicht dat gewassen bereikt te verminderen, hetzij door de hoeveelheid regenval te verminderen, of beide. De deeltjes zouden de ozonlaag kunnen opeten en opnieuw een probleem introduceren dat in het begin van de jaren negentig werd aangepakt door de productie van chemische stoffen, chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), te verbieden.
"We weten er niet genoeg van om geïnformeerde beslissingen te nemen, " zegt MacMartin. Samen met zijn co-auteur Ben Kravitz, een atmosferische wetenschapper aan de Indiana University, beweert MacMartin dat wetenschappers moeten stoppen met het uitvoeren van "nieuwsgierigheidsgestuurd" onderzoek - wat gebeurt er als je X doet? —En ga naar een 'missiegedreven' onderzoeksprogramma dat precies wil bepalen wat wetenschappers moeten weten om 'toekomstige maatschappelijke beslissingen te informeren'.
Een Harvard-onderzoek beoogt enkele van deze lacunes op te vullen. SCoPeX, of het Stratospheric Controlled Perturbation Experiment, is ontworpen om precies te bestuderen hoe aerosolen zich gedragen in de stratosfeer. De eerste iteratie van het experiment zou een ballon lanceren 12 mijl hoog waar het kleine deeltjes van calciumcarbonaat zou vrijgeven - onschadelijk krijt - terwijl het horizontaal met een snelheid van ongeveer een halve mijl voortscharrelt, zegt Burns. De ballon zou dan een U-bocht maken en terug door de pluim van krijtstof heen gaan om de deeltjes te detecteren en te meten hoe ze in de loop van de tijd veranderen.
Voordat SCoPeX het calciumcarbonaat-experiment kan uitvoeren, moet het Harvard-team de ballonapparatuur testen. Ze zijn van plan om de ballon in een proefvaart te lanceren met water als lading. Maar voordat SCoPeX zelfs zijn technische testvlucht kan lanceren, moet het goedkeuring krijgen van een adviescomité dat het project zou volgen en de stekker eruit zou trekken indien nodig - en het comité moet nog worden geselecteerd.
“Als het geen geo-engineering was, ” zou het niemand iets kunnen schelen, zegt MacMartin, die niet is aangesloten bij SCoPeX. Geen van deze experimenten kan zelfs op afstand worden beschouwd als 'geo-engineering' - hun nuttige lading is veel te klein om enig effect op het klimaat op aarde te hebben. "Maar de media zeggen dat Harvard van plan is om de zon uit te wissen."
Burns stelt dat de langzame, methodische aanpak noodzakelijk is. "Ons doel is niet om mensen te vertellen hoe ze moeten denken, maar om dingen te doen op een manier waardoor mensen zich zelfverzekerd voelen [in wat we doen]." De kosten van het niet winnen van publiek vertrouwen werden gezien in een Brits geo-engineering experiment genaamd Stratospheric Deeltjesinjectie voor klimaattechniek (SPICE), die in 2012 werd opgeschort vanwege belangenconflicten en protesten van milieugroeperingen.
Zelfs degenen die geo-engineering ondersteunen, zeggen dat voorzichtigheid geboden is. "Het onderzoek hoeft niet eng te zijn, maar het is eng in termen van wat het inhoudt, " zegt MacMartin. "Dat we misschien proberen het hele klimaat te beheersen, is in sommige opzichten een vrij angstaanjagend idee."
Sommige wetenschappers beweren dat we niet eens op deze weg zouden moeten gluren. Klimaatwetenschapper Claire Parkinson zegt dat "proberen de schade die we hebben aangericht door spullen in de atmosfeer en de oceanen te gieten door meer spullen in te gieten ... te vol is met potentiële onbedoelde gevolgen."
Maar als het gaat om geo-engineering, valt het onderzoek in een catch-22 van te riskant zijn om te haasten, en sommige wetenschappers zeggen, te belangrijk om uit te stellen.
Op de vraag of wetenschappers voorlopige experimenten moeten uitvoeren om de onzekerheden en risico's van geo-engineering te verminderen, heeft Parkinson lange tijd stil gezeten. Ze zei uiteindelijk: "Als ik er nu over zou stemmen, zou ik nee stemmen." Volgens Parkinson moeten we ons richten op technologieën die koolstof uit de atmosfeer verwijderen of er in de eerste plaats minder van gebruiken.
Geotechnisch onderzoek zou ook geld kunnen afleiden van bekende strategieën voor koolstofreductie, zoals zonne- en windenergie. Zelfs de wetenschap dat we de planeet met aërosolen zouden kunnen koelen, zou volgens sommigen de prikkel om koolstofvrij te maken, wegnemen. Maar de meeste voorstanders van geo-engineering zijn het erover eens dat we, zelfs met zoiets als grootschalige stratosferische aerosolinjectie, nog steeds koolstof in de atmosfeer moeten verminderen. Als we dat niet doen, moeten we daar steeds meer aerosols blijven pompen - letterlijk voor altijd. En het dimmen van de zon kan helpen de klimaatverandering te bestrijden, maar het verandert niets aan de andere vervelende effecten van kooldioxide, zoals verzuring van de oceaan, waardoor koraal, schelpdieren en plankton wereldwijd worden gedood.
Geo-engineering op zonne-energie is "een potentieel supplement, maar het heeft zijn eigen risico", zegt Burns. "Het is als een pijnstiller. Als je een maagoperatie nodig hebt en pijnstillers gebruikt, betekent dit niet dat je geen maagoperatie meer nodig hebt." Maar voorlopig lijkt geo-engineering op zonne-energie minder op aspirine en meer op een niet-getest, ongereguleerd supplement dat je op straat hebt opgepikt. Het kan onze klimaatpijn verlichten - of het erger maken. We weten het gewoon niet.
Ondertussen blijven experimenten als SCoPeX langzaam maar onverbiddelijk evolueren naar een waarschijnlijke lancering in het komende jaar of twee. Al die tijd blijft de aarde opwarmen.
"Ik denk dat we waarschijnlijk op een plek komen waar de gevolgen van het niet doen van geo-engineering zo slecht zijn, " zegt MacMartin, "dat mensen gaan zeggen dat een bepaalde hoeveelheid geo-engineering beter is dan niet."
