Il sole illumina strati dell'atmosfera terrestre, visto dalla Stazione Spaziale Internazionale. Una proposta di geoingegneria solare per ridurre gli effetti del riscaldamento globale mirerebbe a uno strato superiore dell'atmosfera. NASA Per decenni, lo scienziato del clima David Keith della Harvard University ha cercato di convincere le persone a prendere sul serio la sua ricerca. È un pioniere nel campo della geoingegneria, che mira a combattere il cambiamento climatico attraverso una serie di soluzioni tecnologiche. Negli anni, le idee hanno incluso l'aspersione di ferro nell'oceano per stimolare il plancton ad assorbire più carbonio dall'atmosfera o catturare il carbonio direttamente dall'aria.
Keith ha fondato un'azienda che sviluppa tecnologia per rimuovere il carbonio dall'aria, ma la sua specialità è la geoingegneria solare, che comporta la riflessione della luce solare lontano dalla Terra per ridurre la quantità di calore che viene intrappolata nell'atmosfera dai gas serra. La strategia non è stata dimostrata, ma la modellazione suggerisce che funzionerà. E poiché le grandi eruzioni vulcaniche possono avere lo stesso effetto, ci sono alcuni dati del mondo reale per ancorare l'idea.
Nel futuro prossimo, Keith e i suoi colleghi sperano di lanciare uno dei primi test del concetto:un pallone ad alta quota che inietterebbe minuscoli, particelle riflettenti nello strato dell'atmosfera superiore noto come stratosfera. Il luogo e il tempo per l'esperimento sono ancora da determinare, ma sarebbe un piccolo passo avanti per mostrare se le particelle stratosferiche artificiali potrebbero aiutare a raffreddare il pianeta come fanno naturalmente le eruzioni.
Ma l'idea di utilizzare una soluzione tecnologica per il cambiamento climatico è controversa. Parlare di - per non parlare della ricerca - la geoingegneria è stata a lungo considerata un tabù per paura che avrebbe smorzato gli sforzi per combattere il cambiamento climatico in altri modi, in particolare il lavoro critico di riduzione delle emissioni di carbonio. Ciò ha lasciato la geoingegneria ai margini della ricerca sul clima. Ma gli atteggiamenti delle persone potrebbero cambiare, dice Keith. Sostiene che mentre la geoingegneria da sola non può risolvere il problema del cambiamento climatico, potrebbe aiutare a mitigare i danni se attuato con attenzione insieme alla riduzione delle emissioni.
Nel 2000, Keith ha pubblicato una panoramica della ricerca sulla geoingegneria nell'Annual Review of Energy and the Environment, in cui ha notato che le principali valutazioni climatiche fino a quel momento lo avevano ampiamente ignorato. All'inizio di quest'anno, ha parlato a Seattle dello stato attuale del campo alla riunione annuale dell'American Association for the Advancement of Science. Knowable Magazine ha parlato con Keith di come la scienza, Il panorama tecnologico e geopolitico è cambiato negli ultimi decenni.
Questa conversazione è stata modificata per lunghezza e chiarezza.
All'epoca era qualcosa di cui era a conoscenza un gruppo piuttosto ristretto di persone che pensavano al clima e per lo più concordavano sul fatto che non avrebbero parlato. E così è stato. Ora è molto più ampiamente discusso. Penso che il tabù sia ridotto, di sicuro. È certamente ancora controverso, ma la mia sensazione è che ci sia stato un vero cambiamento. Un numero crescente di persone che si occupano di scienze del clima o di politiche pubbliche sul clima o in gruppi ambientali ora concordano sul fatto che questo è qualcosa di cui dovremmo parlare, anche se molti pensano che non dovrebbe mai essere attuato. C'è persino un consenso crescente sul fatto che la ricerca dovrebbe avvenire. Sembra davvero diverso.
Penso che sia ben intenzionato; le persone hanno ragione a temere che parlare di geoingegneria possa ridurre lo sforzo per ridurre le emissioni. Non credo che questa preoccupazione per l'azzardo morale sia un motivo valido per non fare ricerca. C'erano persone che sostenevano che non dovremmo permettere che il cocktail a tre farmaci contro l'AIDS venga distribuito in Africa perché sarebbe usato in modo improprio, creando resistenza. Altri si sono opposti all'implementazione degli airbag, perché le persone guiderebbero più velocemente. C'è una lunga storia di discussioni contro tutti i tipi di tecnologie che potenzialmente riducono il rischio a causa del potenziale di compensazione del rischio - la possibilità che le persone cambino comportamento assumendosi più rischi. Penso che sia un argomento eticamente confuso.
Per me, la preoccupazione più seria è che alcune entità, come le grandi aziende di combustibili fossili che hanno un interesse politico nel bloccare i tagli alle emissioni, cercheranno di sfruttare il potenziale della geoingegneria come argomento contro i tagli alle emissioni. Questa preoccupazione è stata probabilmente la ragione principale per cui alcuni grandi gruppi della società civile vogliono bloccare o contenere la discussione su queste cose in modo che non entrino più ampiamente nel dibattito sul clima. Per me la preoccupazione è del tutto giustificata, ma penso che la risposta giusta sia affrontarla frontalmente piuttosto che evitare il dibattito. Non voglio un mondo in cui le decisioni siano prese da élite che parlano a porte chiuse.
La geoingegneria solare implicherebbe l'iniezione di aerosol riflettenti da aerei ad alta quota nello strato dell'atmosfera superiore noto come stratosfera, che si estende da 10 a 50 chilometri (da 6 a 31 miglia) sopra la superficie terrestre. L'idea è che le particelle di aerosol riflettano una piccola quantità di luce solare lontano dal pianeta, riducendo la quantità di calore intrappolata dai gas serra e mitigando alcuni degli effetti del cambiamento climatico. SCoPEx/Rivista conoscitiva drammaticamente, anche negli ultimi due anni. Quando ho scritto quell'articolo sulle revisioni annuali nel 2000, non c'era praticamente nessuna ricerca organizzata. C'erano alcuni ricercatori che occasionalmente si interessavano e dedicavano circa l'1% del loro tempo.
Ora ci sono piccoli programmi di ricerca quasi ovunque che ti interessa menzionare. C'è un programma cinese che è piuttosto serio; ce n'è uno australiano che è meglio finanziato di qualsiasi altra cosa negli Stati Uniti; ce ne sono diversi in Europa.
La grande sorpresa sono stati i risultati recenti, compresi due studi in cui sono stato coinvolto, dimostrando che gli effetti di un programma globale di geoingegneria solare non sarebbero stati così diseguali geograficamente come si temeva. Ciò che conta per una vera politica pubblica è chi sta peggio.
Per un articolo pubblicato l'anno scorso su Nature Climate Change, abbiamo usato un modello di computer ad altissima risoluzione, e abbiamo confrontato, su tutta la superficie terrestre, due mondi:un mondo in cui abbiamo il doppio dei livelli preindustriali di anidride carbonica e l'altro mondo in cui abbiamo abbastanza geoingegneria solare per ridurre della metà il cambiamento di temperatura. Per ciascuna delle 33 regioni geografiche di studio designate dal Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici, abbiamo provato a vedere se la geoingegneria solare avrebbe riportato una particolare variabile climatica verso i livelli preindustriali, che chiamiamo "moderato, "o spostarlo più lontano dal preindustriale, che chiamiamo "esacerbato".
Ci siamo concentrati su alcune delle più importanti variabili climatiche:variazione della temperatura estrema, variazione della temperatura media, variazione della disponibilità di acqua e variazione delle precipitazioni estreme. E ciò che abbiamo scoperto sembra quasi troppo bello per essere vero:non c'era una singola variabile in una singola regione che fosse esacerbata. È stata una sorpresa.
In un articolo pubblicato a marzo su Environmental Research Letters, abbiamo fatto la stessa analisi con un altro modello, e abbiamo scoperto che con la geoingegneria solare, tutto è moderato in tutte le regioni tranne quattro. Ma tutte e quattro queste sono regioni aride che diventano più umide. Quindi la mia ipotesi è che molti residenti di quelle regioni preferirebbero effettivamente questo risultato perché in generale le persone sono più preoccupate di diventare più secche che umide.
Ora, ciò che il modello mostra può o non può essere vero nel mondo reale. Ma se c'è un solo motivo per guardare davvero a queste tecnologie e valutarle negli esperimenti, sono risultati come questo che mostrano che puoi ridurre quasi tutte o molte delle principali perturbazioni del clima senza peggiorare significativamente nessuna regione. Questa è una cosa.
SCoPEx è un esperimento con pallone stratosferico per mettere gli aerosol nella stratosfera e misurare la loro interazione nelle prime ore e nel primo chilometro circa dopo il rilascio in un pennacchio. Si tratta di un pallone ad alta quota che solleverà una gondola che trasporta un pacco di strumenti scientifici a un'altitudine di 20 chilometri. Rilascerà una piccolissima quantità di materiali come ghiaccio, carbonato di calcio (essenzialmente calcare in polvere) o goccioline di acido solforico note come solfati. La gondola sarà dotata di eliche originariamente realizzate per gli airboat in modo che possa volare attraverso il pennacchio di materiali rilasciati per effettuare misurazioni.
La quantità di materiale rilasciato sarà dell'ordine di 1 chilogrammo, che è troppo piccolo per avere un impatto diretto sulla salute o sull'ambiente una volta rilasciato. L'obiettivo non è quello di cambiare il clima o anche di vedere se è possibile riflettere la luce del sole. L'obiettivo è semplicemente quello di migliorare i nostri modelli del modo in cui gli aerosol si formano nella stratosfera, soprattutto nei pennacchi, che è molto importante per capire come funzionerebbe la geoingegneria solare. Speriamo di avviare presto l'esperimento. Ma quando e dove ciò accadrà dipende dalla disponibilità del pallone e dalle raccomandazioni di un comitato consultivo.
Il previsto Stratospheric Controlled Perturbation Experiment invierà un pallone che trasporta strumenti scientifici in una gondola nella stratosfera. Gli strumenti rilasceranno una piccola quantità di materiale, probabilmente ghiaccio o polvere minerale, per formare un pennacchio di particelle di aerosol lungo un chilometro (a sinistra). Le eliche modificate dell'airboat consentiranno alla gondola di manovrare sopra il pennacchio (al centro) e di abbassare gli strumenti nel pennacchio per effettuare misurazioni ripetute di come le particelle si diffondono attraverso la stratosfera (a destra). ADATTATO DA J.A. DYKEMA ET AL/OPERAZIONI FILOSOFICHE DELLA ROYAL SOCIETY A 2014 Tutto ciò che mettiamo nella stratosfera finirà per arrivare in superficie, e questo è uno dei rischi che dobbiamo considerare. Un programma di geoingegneria solare su vasta scala potrebbe comportare l'iniezione di circa 1,5 milioni di tonnellate di zolfo e acido solforico nella stratosfera all'anno. Questo potrebbe essere fatto utilizzando una flotta di aeromobili; circa 100 velivoli avrebbero bisogno di far volare continuamente carichi utili fino a circa 20 chilometri (12 miglia) di altitudine. Non avresti torto a pensare che questo suoni pazzesco. Sappiamo che l'inquinamento da acido solforico nella bassa atmosfera uccide molte persone ogni anno, quindi mettere l'acido solforico nella stratosfera è ovviamente un rischio. Ma è importante capire quanto sia realmente 1,5 milioni di tonnellate all'anno.
L'eruzione del Monte Pinatubo del 1991, nelle Filippine, ha versato nella stratosfera circa 8 milioni di tonnellate di zolfo in un anno. Ha raffreddato il clima e ha avuto implicazioni per tutti i tipi di sistemi. Le attuali emissioni globali di zolfo sono circa 50 milioni di tonnellate all'anno nella bassa atmosfera, e che uccide diversi milioni di persone ogni anno a causa dell'inquinamento atmosferico da particolato fine. Quindi il rischio relativo della geoingegneria solare è abbastanza piccolo, e deve essere valutato rispetto al rischio di non fare geoingegneria solare.
Potrebbe succedere molto velocemente, ma tutti i modi in cui succede molto velocemente sono brutti casi, fondamentalmente dove un paese ci salta sopra molto rapidamente. È ovvio che la cosa migliore è che i paesi non inizino semplicemente a farlo, ma elaborino piani chiari e costruiscano controlli ed equilibri e così via.
Se ci fosse stata una ricerca molto più ampia nel prossimo mezzo decennio o decennio - il che è possibile perché gli atteggiamenti stanno davvero cambiando - allora è plausibile che qualche coalizione di paesi possa iniziare a muoversi verso una reale attuazione con seri, piani visibili che potranno essere criticati dalla comunità scientifica a partire dalla fine di questo decennio. Non mi aspetto che accadrà così velocemente, ma penso sia possibile.
Il primo, e di gran lunga il più importante, quello che facciamo contro il cambiamento climatico è decarbonizzare l'economia, che spezza il legame tra attività economica ed emissioni di carbonio. Non c'è niente che io possa dire sulla geoingegneria solare che cambi il fatto che dobbiamo ridurre le emissioni. Se non lo facciamo, sono state fatte.
Quindi rimozione del carbonio, che comporta la cattura e lo stoccaggio del carbonio che è già stato emesso, potrebbe rompere il legame tra le emissioni e la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera. La rimozione del carbonio su larga scala ha davvero senso quando le emissioni si stanno chiaramente dirigendo verso lo zero, e ci stiamo avvicinando alla parte più difficile dell'economia da mitigare. E poi la geoingegneria solare è una cosa che potrebbe indebolirsi parzialmente e imperfettamente, ma non rompere, il legame tra la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera e i cambiamenti climatici — variazioni del livello del mare, cambiamenti in eventi estremi, variazioni di temperatura, eccetera.
Quindi, se osservi la curva dei gas serra complessivi nell'atmosfera, puoi pensare ai tagli alle emissioni come a un appiattimento della curva. La rimozione del carbonio ti porta dall'altra parte della curva. E poi la geoingegneria solare può tagliare la parte superiore della curva, che ridurrebbe il rischio dell'anidride carbonica che è già nell'aria.
Alcune persone pensano che dovremmo usarlo solo come carta per uscire di prigione in caso di emergenza. Alcune persone pensano che dovremmo usarlo per cercare di tornare rapidamente a un clima preindustriale. Sto sostenendo che usiamo la geoingegneria solare per tagliare la parte superiore della curva avviandola gradualmente e finendola gradualmente.
David Keith prevede di utilizzare molteplici approcci per combattere il cambiamento climatico. La linea rossa mostra come gli impatti del cambiamento climatico peggiorerebbero con uno scenario normale di combustione senza sosta di combustibili fossili e altre emissioni di gas serra. Il taglio aggressivo delle emissioni piega quella curva, e la rimozione del carbonio dall'atmosfera offre ulteriori tagli, ma ci sono ancora conseguenze dai già alti livelli di anidride carbonica. In questo scenario, la geoingegneria solare ridurrebbe l'impatto dell'anidride carbonica atmosferica esistente, intagliando efficacemente la parte superiore della curva. David Keith/Knowable Magazine Non sono così ottimista in questo momento perché sembriamo essere molto più lontani da un ambiente internazionale che consentirà una politica sensata. E questo non è solo negli Stati Uniti, sono un intero gruppo di paesi europei con regimi più populisti. È il Brasile. È l'India e la Cina più autoritarie. È un mondo più nazionalista, Giusto? È un po' difficile vedere un globale, sforzo coordinato a breve termine. Ma spero che queste cose cambieranno.
Questa storia è apparsa originariamente in Rivista conoscibile ed è ripubblicato qui come parte di Coprire il clima adesso , una collaborazione giornalistica globale che rafforza la copertura della storia del clima.
