Într-o criză climatică, geoingineria merită riscurile?

Ideile de geoinginerie – modificarea climei pentru a întârzia sau opri cele mai grave efecte ale încălzirii globale – există de zeci de ani. Puține astfel de idei au progresat dincolo de stadiul experimentului de gândire, în parte din cauza preocupărilor că vindecarea ar putea fi mai rău decât boala. Dar, pe măsură ce avertismentele îngrozitoare cu privire la impactul schimbărilor climatice domină din ce în ce mai mult știrile, geoingineria s-ar putea ca din nou să fie analizată mai atent.

„Ar trebui să investigăm geoingineria în cazul în care nu ne putem schimba comportamentele suficient de repede pentru a alunga cele mai grave schimbări climatice”, notează candidatul democrat la președinție Andrew Yang pe site-ul său de campanie. Campania lui Yang, singura dintre candidați, propune finanțarea cercetării guvernamentale la scară largă în proiecte masive de intervenție climatică, cum ar fi oglinzi spațiale gigantice care reflectă radiația solară sau însămânțarea oceanului cu fier pentru a promova înflorirea algelor care captează carbonul.

Nu toată lumea este sigură că aceasta este o idee bună. Când vine vorba de însămânțarea oceanelor, de exemplu, „există o incertitudine și un dezacord considerabil… dacă acest lucru ar face mai mult rău decât bine”, spune David Karl, oceanograf la Universitatea din Hawaii din Manoa. Vasele înfloriri de alge ar putea modifica geochimia oceanului adânc, adaugă el. „Cu mare prudență, oricine ar trebui să delibereze să modifice echilibrul nutrițional al mării din orice motiv.” În mod similar, propunerile de a modifica radiația solară care vine pentru a răci planeta ar putea schimba semnificativ modelele meteorologice și ar putea afecta negativ culturile.

oglindă spațială
Unii cercetători au propus plasarea de oglinzi gigantice din plasă de sârmă pe orbita Pământului (așa cum se arată în această redare digitală) pentru a devia sau filtra lumina solară înainte de a ajunge la suprafața planetei și pentru a ajuta la controlul încălzirii globale.Victor Habbick Visions/Science Source

Ce indicii au oamenii de știință despre posibilele efecte ale geoingineriei provin din „experimente naturale”, cum ar fi erupțiile vulcanice masive care modifică scurt, dar intens, condițiile atmosferice sau oceanice (SN: 9/6/19). În ciuda deceniilor de discuții și de simulare sau modelare a impactului proiectelor de geoinginerie realizate de om, există încă puține date din lumea reală – și există puține finanțări disponibile pentru oamenii de știință interesați să obțină mai multe date.

Reconsiderarea cercetării

Această lipsă de date de observație este un argument pentru cel puțin finanțarea unor noi cercetări, spune Ken Buesseler, oceanograf chimic la Instituția Oceanografică Woods Hole din Massachusetts. „Nu cred că avem suficiente informații pentru a modela cu adevărat acele efecte mai lungi la scară mai mare până când nu facem acele experimente.”

Mulți oameni de știință sunt de acord că criza climatică este atât de gravă în acest moment încât geoingineria ar trebui să fie cel puțin pe masă, deși cu avertismente. În octombrie 2018, Academiile Naționale de Științe, Inginerie și Medicină au convocat un grup pentru a analiza cum să creeze o agendă oficială de cercetare special pentru geoingineria solară, care include strategii potențial de răcire a planetei, cum ar fi adăugarea de aerosoli în stratosferă (SN: 8/8/18) sau modificarea sau luminarea norilor pentru a reflecta și împrăștia lumina. Agenda de cercetare, au remarcat Academiile, trebuie să includă protocoale, analize de risc și studii de fezabilitate tehnologică.

Și în aceeași lună, un raport special al Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice privind severitatea relativă a diferitelor grade de încălzire globală a inclus o secțiune despre geoinginerie. Acesta a evidențiat atât potențialele beneficii, cât și dezavantajele unor strategii precum aerosolii stratosferici și însămânțarea oceanelor (SN: 17/12/18).

Sămânând oceanul

Semănarea oceanelor, sau fertilizarea cu fier, este neobișnuită printre proiectele de geoinginerie: spre deosebire de majoritatea propunerilor de geoinginerie, însămânțarea oceanelor a fost de fapt încercată în lumea reală. Dar experimentele au provocat, de asemenea, un răspuns puternic din partea grupurilor de mediu, oprind efectiv experimentele ulterioare de însămânțare a oceanelor.

Fierul, un ingredient necesar pentru creșterea fitoplanctonului, este abundent pe uscat, dar limitat în oceanul deschis. Oamenii de știință au observat de mult timp că praful suflat în ocean din Sahara sau cenușa de la erupțiile vulcanice mari pot împrăștia particule bogate în fier departe în mare, alimentând înfloriri scurte, dar intense. Fitoplanctonul trage dioxidul de carbon din aer; când mor și se scufundă pe fundul mării, ei transportă carbonul în adâncimea oceanului, unde este sechestrat și nu se poate scurge în atmosferă.

praf din Sahara
Nisip și praf suflă din Sahara în Oceanul Atlantic tropical în acest instantaneu din 2008 făcut de nava spațială Envisat a Agenției Spațiale Europene. Particulele purtătoare de fier pot furniza minerale pentru a hrăni fitoplanctonul care captează carbonul, departe în centrul oceanului, unde nutrienții precum fierul sunt altfel puțini.ESA (CC BY-SA 3.0 IGO)

Aceste observații l-au determinat pe regretatul oceanograf John Martin de la Moss Landing Marine Laboratories din Florida să se ridice la o conferință în 1988 și să glumească celebrul: „Dă-mi o jumătate de cisternă de fier și îți voi oferi o epocă de gheață”.

Cuvintele lui Martin au dat startul unui deceniu de cercetare a fertilizării cu fier, culminând cu o serie de experimente la mijlocul anilor 1990 cunoscute sub numele de IronEx. Oamenii de știință au împrăștiat fier în 12 zone separate de ocean de 100 de kilometri pătrați: patru în nord-vestul Oceanului Pacific, două în Pacificul ecuatorial și șase în Oceanul de Sud (SN: 9/30/95). Experimentele au fost în esență un succes: toate cele 12 au raportat că au măsurat de 15 ori mai multă clorofilă – o măsură a câte alge erau prezente – în apele după experiment.

Cât de mult carbon a fost de fapt sechestrat de flori a fost mai puțin clar. Experimentele de laborator au sugerat că ar putea fi sechestrate până la 100.000 de tone metrice de carbon pe tonă de fier adăugată. Cu toate acestea, după câteva săptămâni de monitorizare a exportului de carbon din apele de suprafață către apele mai adânci, oamenii de știință au estimat că sechestrarea carbonului este de doar aproximativ 200 de tone de carbon pe tonă de fier.

Dar aceste cifre sunt destul de incerte, notează Buesseler. Cercetătorii au avut timp limitat pentru a monitoriza exportul de carbon și au putut măsura exportul doar până la aproximativ 200 de metri. Astăzi, ar fi posibil să se facă aceleași experimente, dar cu o monitorizare mai lungă la adâncimi mai adânci, spune el, datorită „planoarelor și plutitoarelor și mai multor modalități de a monitoriza oceanul fără a fi nevoie să stai acolo pe navă”.

Mai mult rău decât bine?

Creșterea preocupărilor de mediu ca urmare a IronEx a prevenit efectiv orice experimente științifice ulterioare. Unele simulări pe computer ale efectelor fertilizării cu fier la scară largă – la o scară mult mai mare decât experimentele reale – au sugerat că înflorirea într-o locație ar putea crea zone moarte oceanice în altă parte sau că carbonul care se scufundă ar putea acidifica adâncurile oceanului, amenințănd adâncimea. viata marina marina.

înflorirea fitoplanctonului
Înflorirea fitoplanctonului apar ca un vârtej turcoaz lăptos în Marea Barents din Arctica în 2016. Unii oameni de știință și-au exprimat îngrijorarea că realizarea unor înfloriri masive pentru a capta dioxidul de carbon din încălzirea planetei ar putea crea unele probleme de mediu.Jeff Schmaltz/Joshua Stevens, LANCE/EOSDIS Rapid Response

Constatând incertitudinea, în 1999, grupul activist Greenpeace a cerut Organizației Maritime Internaționale să interzică aruncarea fierului în apele internaționale ca deșeuri industriale. O interdicție a intrat în vigoare în 2006.

Dar fertilizarea cu fier și sechestrarea carbonului încă mai dețin o oarecare atracție ca întreprindere comercială. În 2012, un grup numit Haida Salmon Restoration Corporation a încheiat un acord cu un sat de pescuit al Primelor Națiuni din vestul Canadei pentru a însămânța oceanul cu 100 de tone de sulfat de fier – de cinci ori mai mult decât experimentele anterioare – în speranța că va stimula fitoplanctonul și deci populaţiile de somoni. Pentru a ajuta la finanțarea proiectului, compania a plănuit să vândă credite pentru dioxidul de carbon absorbit de plancton. Deși Golful Alaska a văzut înfloriri ulterioare, iar captura de somon a doborât recorduri în acel an, compania a fost în conflict cu Environment Canada și a stârnit o dezbatere despre geoinginerie oportunistă. În plus, nu s-a dovedit niciodată dacă înfloririle au fost rezultatul experimentelor.

În 2017, un grup înrudit numit Oceaneos Marine Research Foundation a propus un experiment de fertilizare cu fier în largul coastei Chile. Până acum, protestele oamenilor de știință și ale activiștilor de mediu au distrus aceste planuri.

Pentru Buesseler, aceste încercări evidențiază și mai mult necesitatea unor protocoale formale în cadrul proiectelor de cercetare sponsorizate de guvern privind însămânțarea oceanelor. „Fără reglementări, poți obține o țară necinstită sau o persoană care iese și o face.”

Șansa unui bulgăre de zăpadă

Riscurile fără precedent prezentate de schimbările climatice în următoarele câteva decenii ar putea necesita dorința de a lua în considerare cel puțin ideile de geoinginerie aparent absurde, spune specialistul în climă Anders Levermann.

În iulie, Levermann și colegii de la Institutul Potsdam pentru Cercetarea Climei din Germania au remarcat Ştiinţă Avansuri că pierderea de gheață din calota glaciară a Antarcticii de Vest se accelerează; unele studii sugerează că calota de gheață a trecut deja de punctul în care reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră va opri prăbușirea acesteia.

Chiar și fără acest colaps, proiecțiile climatice sugerează că nivelul mării va crește cu între 0,3 metri și 1,2 metri până la sfârșitul secolului. (SN: 8/5/19). În funcție de contribuțiile posibile – și încă dezbătute – de la prăbușirea stâncii de gheață, nivelul mediu global al mării ar putea crește cu până la 2,4 metri (SN: 2/6/19). Acest lucru ar pune sub apă multe orașe de coastă, inclusiv o mare parte din New York, Londra și Rio de Janeiro.

Așa că Levermann și colegii săi au decis să efectueze un experiment de gândire: ce se întâmplă dacă oamenii ar pulveriza trilioane de tone de zăpadă peste calota de gheață din Antarctica de Vest? L-ar salva asta? Zăpada adăugată, a descoperit echipa, ar putea stabiliza calota de gheață, înlocuind gheața care se pierde pe partea inferioară a acesteia prin topirea apelor oceanice mai calde.

Scafandru antarctic
Scafandrii înoată sub baza gheții de mare în McMurdo Sound, în largul coastei Antarcticii de Vest. Odată cu accelerarea pierderii de gheață din calota de gheață Antarctica de Vest, o echipă de cercetători a propus în 2019 că adăugarea de trilioane de tone de zăpadă la suprafața calotei de gheață ar putea opri prăbușirea acesteia.Rob Robbins, NSF

Calculele au arătat că proiectul ar necesita 7,4 trilioane de tone, sau aproximativ 7.400 de kilometri cubi, de apă de mare, pompată timp de 10 ani pentru a produce apa pentru zăpadă. Pentru a alimenta pompele de apă de mare și tunurile de zăpadă, proiectul ar necesita cel puțin 12.000 de turbine eoliene, amplasate în Oceanul de Sud. De asemenea, ar putea fi necesară mai multă putere pentru a desaliniza apa și a o împiedica să înghețe în conducte.

Levermann observă că echipa sa nu pledează pentru plan, ci doar oferă o idee despre amploarea unui astfel de proiect. Ar fi un efort de dimensiunea aterizării pe Lună, spune el, iar daunele colaterale aduse habitatului din Oceanul de Sud de la instalarea turbinelor eoliene ar fi probabil semnificative. Iar planul nu ar fi o soluție permanentă, dar ar câștiga timp comunităților de coastă să se pregătească pentru creșterea mării sau să se mute.

Redeschiderea cutiei Pandorei

Yang propune să furnizeze aproximativ 800 de milioane de dolari NASA, Departamentului de Apărare și Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice pentru a cerceta geoinginerie. „Într-o criză, toate soluțiile trebuie să fie pe masă”, a spus el pe 4 septembrie la o primărie CNN televizată la nivel național despre schimbările climatice. Dar numeroasele capcane potențiale ale geoingineriei nu au făcut-o populară în rândul celorlalți candidați democrați la președinție, ale căror platforme climatice se concentrează în schimb pe modalități de a reduce dependența SUA de combustibilii fosili.

Buesseler recunoaște că atunci când vine vorba de experimente din lumea reală, acul cu greu s-a mișcat din 2007, când a contribuit la convocarea unui simpozion la WHOI pentru a discuta despre starea însămânțării oceanelor.

Dar „M-am așteptat întotdeauna că acest lucru va reveni”, spune el. „Odată ce ai deschis cutia, ideea este acolo.”