Gran parte dell’attenzione attuale è focalizzata sulla geoingegneria solare, una strategia che prevede di riflettere la luce solare lontano dalla Terra per raffreddarla. Quanto ne sappiamo e i suoi rischi? E da dove dovremmo prenderlo?

Perché il crescente sostegno alla ricerca sulla geoingegneria solare?

Per molti anni, tutte le ricerche di geoingegneria sono state scoraggiate da molti scienziati ed esperti per paura che potessero fornire una scusa per non ridurre le emissioni. Alcuni politici di destra come Newt Gingrich lo hanno promosso come un modo per ridurre il riscaldamento globale senza dover tagliare le emissioni. Anche la ricerca sulla geoingegneria è controversa perché c'erano e ci sono ancora molte incertezze sui suoi potenziali effetti sul sistema climatico e sugli ecosistemi.

Tuttavia, James Hansen, direttore del Program on Climate Science, Awareness and Solutions presso la Columbia Climate School, che per primo mise in guardia il Congresso sui rischi del cambiamento climatico nel 1988, e un gruppo di oltre 60 scienziati chiedono maggiori ricerche sulla geoingegneria solare. /P>

Inoltre, la National Academy of Sciences degli Stati Uniti, l’Environmental Defense Fund, il Natural Resources Defense Council e l’Union of Concerned Scientists sostengono tutti la ricerca sulla geoingegneria solare. Anche un rapporto della Casa Bianca del 2022 ha espresso un forte sostegno alla ricerca.

Gli esperti affermano che il sostegno alla ricerca sta crescendo perché l’umanità non sta facendo abbastanza velocemente per ridurre le emissioni di carbonio per prevenire impatti climatici gravi e in peggioramento. Secondo un nuovo studio di Hansen e colleghi, a causa delle normative sulla qualità dell’aria, una diminuzione delle emissioni di aerosol di anidride solforosa provenienti dalle centrali a carbone e dalle navi che hanno contribuito a proteggere la Terra dalle radiazioni solari ha portato il mondo a riscaldarsi più velocemente di quanto previsto in precedenza. Si prevede che il riscaldamento supererà 1,5°C entro la fine di questo decennio e 2°C entro il 2050, il che potrebbe comportare impatti climatici disastrosi.

Gli impatti climatici potenzialmente catastrofici e la possibilità di superare punti critici climatici, come lo scioglimento del permafrost artico o il deperimento della foresta amazzonica, potrebbero richiedere l'uso di strategie un tempo impensabili.

In una lettera aperta, i 60 scienziati hanno affermato che a causa di questi gravi rischi e della possibilità che qualche paese disperato ricorra un giorno alla geoingegneria solare, è necessario studiarla rigorosamente il prima possibile, con vantaggi e svantaggi chiaramente valutati. /P>

La maggior parte della ricerca sulle strategie di geoingegneria solare è attualmente focalizzata sull’iniezione di aerosol stratosferici (SAI, chiamata anche gestione della radiazione solare o SRM) e sullo schiarimento delle nuvole marine; altre strategie includono lo sfoltimento dei cirri e l'uso di specchi o ombrelloni.

Iniezione di aerosol solare

Dopo l’eruzione del Monte Pinatubo nelle Filippine nel 1991, che ha inviato 20 milioni di tonnellate di anidride solforosa nella stratosfera, la Terra si è raffreddata di 0,5°C. Quando l’anidride solforosa entra nell’atmosfera, reagisce con il vapore acqueo per formare goccioline, aerosol che riflettono la luce solare lontano dalla Terra. Il SAI ricreerebbe l'effetto del Pinatubo sparando anidride solforosa nella stratosfera per bloccare temporaneamente la luce solare.

Il programma di ricerca sulla geoingegneria solare di Harvard afferma che il SAI potrebbe abbassare la temperatura della superficie del mare, il che ridurrebbe i rischi di sbiancamento dei coralli, rallenterebbe il movimento delle specie verso aree più fredde e ridurrebbe la perdita di ghiaccio marino e lo scioglimento dei ghiacciai. I risultati sarebbero rapidi e darebbero agli esseri umani più tempo per ridurre le emissioni di carbonio e passare alle energie rinnovabili.

Ma a differenza della CO₂ rimozione, una strategia di geoingegneria multiforme che ha più accettazione, la geoingegneria solare non riduce la CO₂ nell'atmosfera. Non farebbe nulla per affrontare il problema dell’acidificazione degli oceani, che danneggia gli ecosistemi marini, perché l’oceano assorbe il 25% della CO₂ gli esseri umani emettono, alterandone la chimica.

Inoltre, secondo un recente studio, un uso improvviso del SAI potrebbe non essere abbastanza efficace per rimediare completamente ai cambiamenti causati dal riscaldamento dell’oceano profondo, come il rallentamento del ribaltamento meridionale dell’Atlantico. Persistono anche altri problemi causati dal riscaldamento degli oceani profondi, tra cui l'alterazione dei modelli meteorologici, l'innalzamento del livello del mare e l'indebolimento delle correnti.

Gli impatti incerti della SAI

Poiché non esiste una governance internazionale per la geoingegneria solare, esiste una forte opposizione allo spiegamento su larga scala della SAI. Quasi tutta la ricerca sulla geoingegneria solare è stata condotta con la modellazione computerizzata, quindi nessuno sa esattamente cosa potrebbe accadere se fosse implementata su scala planetaria.

Coloro che sono contrari al progresso della ricerca SAI sono preoccupati per i suoi impatti potenziali e incerti sul clima e sugli ecosistemi che la modellizzazione ha rivelato. Gli studi dimostrano che il SAI potrebbe indebolire lo strato di ozono stratosferico, alterare i modelli di precipitazione e influenzare l'agricoltura, i servizi ecosistemici, la vita marina e la qualità dell'aria.

Inoltre, gli impatti e i rischi varierebbero in base a come e dove verrà utilizzato, al clima, agli ecosistemi e alla popolazione. Oltre alle variazioni di distribuzione, anche piccoli cambiamenti in altre variabili, come la dimensione delle goccioline di aerosol, la loro reattività chimica e la velocità delle loro reazioni con l'ozono, possono produrre risultati diversi.

Ad esempio, la NOAA, la Cornell e l’Università dell’Indiana hanno studiato una serie di strategie di dispiegamento utilizzando un modello che variava la quantità di anidride solforosa iniettata nella stratosfera e anche il luogo in cui veniva iniettata. I risultati hanno mostrato una diminuzione delle temperature superficiali ma anche una riduzione dell'ozono sull'Antartide e impatti sui modelli di circolazione su larga scala e sul clima regionale.

Altri dodici modelli prevedevano che se fosse stato impiegato un numero sufficiente di SAI per compensare il riscaldamento quadruplicato di CO₂ , parti dei tropici potrebbero avere ogni anno dal 5% al ​​7% in meno di precipitazioni rispetto al periodo preindustriale, il che potrebbe danneggiare i raccolti e le foreste pluviali.

Un modello indicava che il SAI schierato sull’Oceano Indiano per aumentare le precipitazioni sul Sahel colpito dalla siccità nel Nord Africa avrebbe finito per spingere la siccità verso i paesi dell’Africa orientale. Inoltre, uno studio del 2022 ha rilevato che la SAI potrebbe spostare la malaria dalle aree montuose dell'Africa orientale alle aree pianeggianti dell'Asia meridionale e dell'Africa sub-sahariana man mano che diventano più fresche.

Secondo Gernot Wagner, co-fondatore del Solar Geoengineering Research Program di Harvard e attualmente economista climatico presso la Columbia Climate School, le variabili di modellazione più importanti e determinanti sono quanto in alto nella stratosfera e dove viene implementato specificamente il SAI. Wagner ha detto che se si raffredda solo un emisfero, si ottengono "risultati pazzeschi", come la disattivazione del monsone indiano.

"La scienza si è più o meno coalizzata attorno all'idea che vuoi essere [schierato] da qualche parte tra più e meno 15 gradi dall'equatore. E ovunque tu sia intorno all'equatore, vuoi fare lo stesso nord come fai a sud, " Egli ha detto. "Non importa quale longitudine perché si diffonderà a livello globale.

"In generale, centinaia di modelli climatici concordano sul fatto che [se la SAI viene implementata in questo modo] si ha un effetto globale più o meno uniforme. Ciò significa che la maggior parte delle cose che possiamo misurare:temperature, disponibilità di acqua, temperature estreme, precipitazioni estreme:si avvicina ai livelli preindustriali con la geoingegneria solare che senza."

Wagner ha citato un articolo di Harvard che modellava una versione della geoingegneria solare con un lento aumento per dimezzare il riscaldamento. "Se modellata in questo modo idealizzato, la geoingegneria solare sembra avere questi benefici netti francamente sorprendenti. I benefici fanno impallidire i costi di molto", ha detto. "È incoraggiante in un modo che mi porta a credere che valga la pena continuare a fare ricerca."

Cosa richiederebbe l'implementazione di SAI?

Nel 2011, David Keith, cofondatore del Programma di ricerca sulla geoingegneria solare di Harvard e ora presso l'Università di Chicago, e lo scienziato atmosferico Ken Caldeira hanno stimato che per invertire il 10% del riscaldamento causato da un raddoppio della CO₂ Rispetto all’era preindustriale, diverse centinaia di migliaia di tonnellate di anidride solforosa dovrebbero essere iniettate ogni anno nell’arco di un decennio. Per rallentare in modo significativo il riscaldamento o invertirlo, il SAI richiederebbe milioni di tonnellate di anidride solforica ogni anno.

Attualmente solo pochi aerei da ricerca possono operare all’altitudine necessaria perché l’atmosfera è molto rarefatta e inoltre non sono in grado di trasportare così tante tonnellate di anidride solforosa. Ciò significa che dovrebbe essere costruita una nuova flotta di aerei d'alta quota progettati appositamente per lo scopo; la creazione di questa flotta potrebbe richiedere un decennio o più. Una volta costruiti gli aerei, il SAI potrebbe costare ogni anno 18 miliardi di dollari per grado di raffreddamento.

Anche se sembrano tanti soldi, Wagner sostiene che il costo è minuscolo rispetto ai potenziali benefici sociali. Ma poiché i benefici superano di molto i costi, il che normalmente ci porterebbe a concludere che dovremmo buttarci a capofitto nella SAI, un’analisi costi-benefici non è il criterio giusto per prendere decisioni sulla SAI. Piuttosto, ha detto, "Si tratta di valutare i rischi di un cambiamento climatico assoluto - il mondo verso cui ci stiamo dirigendo - rispetto ai rischi di un mondo che prende in considerazione anche la geoingegneria solare.

"Ma anche se i rischi sono grandi, anche se le incertezze climatiche sono così grandi da far impallidire tutto il resto, poiché sembra essere vero che la geoingegneria solare ci avvicina ai livelli preindustriali delle temperature medie globali, dovrebbe anche aiutarci mitigare e comprendere tali rischi e incertezze", ha affermato Wagner.

Una volta iniziata, la SAI dovrebbe continuare per qualche decennio se riusciamo a ridurre le nostre emissioni, o forse per secoli o millenni se non lo facciamo. Ma se il SAI venisse interrotto all’improvviso, il pianeta potrebbe subire uno shock da conclusione, quando le temperature torneranno ai livelli che avrebbero raggiunto senza il SAI. Poiché il SAI non ridurrebbe le emissioni di gas serra ma ne maschererebbe solo l'effetto di riscaldamento, le emissioni continuerebbero ad accumularsi nell'atmosfera.

In questo momento, il pianeta si sta riscaldando gradualmente. Un riscaldamento improvviso sarebbe catastrofico perché gli ecosistemi e gli esseri umani avrebbero meno tempo per adattarsi. E quanto più velocemente il clima cambia, tanto maggiore è il rischio di impatti imprevisti. Disastri naturali, attacchi terroristici o aggressioni politiche potrebbero potenzialmente provocare uno shock da licenziamento.

Piccoli esperimenti SAI

Sono in aumento gli esperimenti SAI su piccolo campo che consentono ai ricercatori di comprendere meglio il comportamento degli aerosol, le reazioni chimiche, le capacità di monitoraggio e il modo in cui viene influenzato l'ozono.

Nel 2021, Harvard ha pianificato una piccola prova sul campo che sarebbe stato il primo esperimento condotto nella stratosfera. Lo Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx) avrebbe lanciato un pallone semovente nel cielo, rilasciando mezzo chilo di solfato – che si trova naturalmente in natura – e quindi monitorando come le particelle si sono disperse e quanta luce solare è stata riflessa da esse.

Il lancio del test in Svezia è stato annullato a causa delle obiezioni degli indigeni Saami locali e dei gruppi ambientalisti che temevano che la SAI "comportasse rischi di conseguenze catastrofiche".

Ricercatori britannici hanno lanciato diversi palloni aerostatici nel 2021 e nel 2022. Il lancio nel 2022 di un pallone meteorologico ad alta quota ha rilasciato alcune centinaia di grammi di anidride solforosa nella stratosfera, con l'obiettivo di testare il sistema del pallone.

Nel frattempo Make Sunsets, una startup, afferma di aver lanciato 52 palloncini e di "neutralizzato 16.141 tonnellate-anno di riscaldamento". Vende "crediti di raffreddamento" per 10 dollari, ciascuno dei quali, sostiene, compenserà l'effetto di riscaldamento di una tonnellata di CO₂ per un anno. Nel 2023, Make Sunsets ha condotto due lanci non autorizzati che hanno rilasciato anidride solforosa in Messico, cosa che ha portato il governo messicano a vietare la geoingegneria solare.

Nuvole marine schiarite

Il Marine Cloud Brightening (MCB) diffonderebbe gli aerosol di sale marino nell’atmosfera per creare straticumuli che riflettono la luce solare. Gli aerosol di sale marino sono altamente riflettenti, attirano le molecole d’acqua e mantengono le nuvole nel cielo più a lungo del normale. Mentre gli aerosol salini si formano naturalmente quando i venti li sollevano dall’oceano, MCB li genererebbe da una chiatta galleggiante e li invierebbe nell’atmosfera. Per sua stessa natura, MCB sarebbe localizzato. Alcuni scienziati sostengono che l'utilizzo di MCB su solo il 5% degli oceani del mondo potrebbe compensare gli impatti del riscaldamento globale.

La Great Barrier Reef Foundation ha condotto ricerche sull’MCB mentre la barriera corallina sperimenta il quinto sbiancamento di massa in otto anni. La barriera corallina è maggiormente a rischio di sbiancamento quando il clima è caldo e ci sono poche nuvole. I ricercatori hanno utilizzato uno spruzzatore di sale marino su una chiatta che aspirava l’acqua di mare, la atomizzava e lanciava microscopici cristalli di sale marino nel cielo. La ricerca sui modelli ha rilevato che gli spruzzatori dovrebbero funzionare per settimane o mesi, raffreddando gradualmente le acque.

Recentemente, un gruppo di scienziati atmosferici ha proposto un programma di ricerca MCB che comprende modellizzazione, studi di laboratorio ed esperimenti sul campo. I ricercatori dell'Università di Washington, che stanno anche portando avanti un progetto MCB, stimano che ci vorrà un decennio prima di saperne abbastanza per provare l'MCB su larga scala da raffreddare il pianeta.

Incertezze su MCB

Un MCB su larga scala che potrebbe compensare gravi impatti climatici, tuttavia, potrebbe anche alterare il clima e i modelli meteorologici. Un ricercatore dell’UC Santa Barbara ha scoperto che mentre l’MCB potrebbe abbassare rapidamente le temperature, sopprimerebbe anche l’ENSO, l’oscillazione meridionale di El Niño che influenza i modelli meteorologici globali. L’MCB potrebbe causare il persistere della fase La Niña dell’ENSO, che renderebbe gli Stati Uniti meridionali più caldi e secchi e aumenterebbe l’attività degli uragani nell’Atlantico. La ricerca ha suggerito che l'MCB potrebbe aumentare il riscaldamento anche in Indonesia e nell'Australia settentrionale.

A causa dell'incertezza sugli effetti dell'MCB, 101 paesi parti della Convenzione e del Protocollo di Londra, trattati internazionali che regolano lo scarico dei rifiuti in mare, hanno firmato una dichiarazione in cui si afferma che le attività di geoingegneria marina diverse dalla ricerca scientifica dovrebbero essere rinviate.

Altre strategie di geoingegneria solare

Diradamento dei cirri

I cirri d’alta quota sono composti da cristalli di ghiaccio e quindi riflettono la luce solare, ma provocano anche riscaldamento perché intrappolano il calore che si irradia dalla superficie terrestre. L'assottigliamento dei cirri comporta la spruzzatura di particelle di ioduro d'argento nelle nuvole ad altitudini comprese tra 4.500 e 9.000 metri. Questo serve ad ingrandire i cristalli di ghiaccio nei cirri in modo che cadano fuori dall'atmosfera.

I cirri rimasti, meno numerosi e più sottili, intrappolerebbero meno radiazioni provenienti dalla Terra. I rischi dello assottigliamento dei cirri non sono ancora del tutto chiari e alcuni ricercatori temono che ciò possa influenzare le precipitazioni regionali e stagionali.

Ombrellini

Alcuni scienziati stanno studiando la possibilità di inviare un parasole gigante in un punto tra la Terra e il sole per bloccare la radiazione solare. Un gruppo del MIT sta esplorando la possibilità di creare un'ombra di "bolle spaziali", mentre i ricercatori dell'Università delle Hawaii stanno valutando la possibilità di collegare un enorme scudo solare a un asteroide.

Ricercatori israeliani stanno progettando un piccolo prototipo di un gruppo di ombrelloni che non bloccherebbero completamente il sole ma lo diffonderebbero. Altri hanno proposto strategie simili in passato. Ma la scienziata francese Susanne Baur, che studia la modificazione della radiazione solare, afferma che la strategia degli ombrelloni sarebbe troppo costosa, troppo facilmente danneggiabile dalle rocce spaziali e richiederebbe troppo tempo per essere implementata.

La necessità di una governance della geoingegneria

Non esiste un quadro internazionale, nazionale o statale che attualmente governi la geoingegneria. Di conseguenza, uno scenario futuro preoccupante è che gli impatti climatici in un paese particolarmente vulnerabile saranno così gravi da ricorrere all’implementazione della SAI da sola prima che il mondo sia pronto. Ciò potrebbe causare instabilità politica o provocare ritorsioni da parte di altri paesi che ne subiscono gli effetti.

Un altro scenario possibile è che un individuo o una startup decidano di sperimentare la geoingegneria per conto proprio. Oggi negli Stati Uniti, chiunque voglia lanciare aerosol in cielo deve semplicemente compilare un modulo di una pagina per il Dipartimento del Commercio e la NOAA dieci giorni prima.

È fondamentale che la comunità mondiale stabilisca una struttura di governance internazionale per la geoingegneria solare. Ma poiché si tratta di un'impresa così ardua e complessa, molti paesi, organizzazioni e scienziati si oppongono anche solo a consentire che la ricerca progredisca.

Nel 2010 è stata istituita una moratoria globale di fatto sulla geoingegneria su larga scala, compresa la geoingegneria solare. Recentemente una mozione per convocare un gruppo di ricerca per studiare le potenziali applicazioni, i rischi e le considerazioni etiche della geoingegneria solare è stata respinta dai delegati dell’Assemblea ambientale delle Nazioni Unite. Il comitato sarebbe composto da esperti dell'UNEP e di organizzazioni scientifiche internazionali.

Poiché la mozione avrebbe potuto indebolire la moratoria esistente, tuttavia, i paesi dell’Africa, del Pacifico e dell’America Latina, che sono più vulnerabili agli impatti climatici, l’hanno bloccata. Nel 2022, 500 scienziati di tutto il mondo hanno firmato un appello per un accordo internazionale di non utilizzo della geoingegneria solare, che non prevede finanziamenti pubblici, esperimenti all'aperto, brevetti, implementazione e supporto nelle organizzazioni internazionali.

Wagner ritiene che sia necessaria una moratoria sull’implementazione della geoingegneria solare, ma che la ricerca dovrebbe continuare. "Fondamentalmente si dice che non è consentito lo schieramento al di sopra di una certa dimensione e si dà il permesso alla ricerca di procedere fino a quel punto", ha detto. Per garantire che queste linee guida vengano seguite, sarebbero necessari accordi di governance formale, legale e normativa di alto livello per guidare la ricerca sulla geoingegneria solare.

Wagner vorrebbe anche vedere un'organizzazione di geoingegneria solare con un programma di ricerca massicciamente finanziato che cerchi di rispondere alle domande importanti in modo razionale e che renda la ricerca trasparente per informare le scelte politiche che alla fine dovrebbero essere fatte dai leader democraticamente eletti.

“Guardare gli impatti della forzatura radiativa del clima in modo semi-razionale dovrebbe portarti a concludere che un minimo di geoingegneria solare dovrebbe far parte del portafoglio di politiche climatiche, perché aiuta a ridurre il cambiamento climatico assoluto”, ha detto Wagner. Il portafoglio dovrebbe "includere la riduzione della CO₂ le emissioni in primo luogo, così come l'adattamento." Ma, ha aggiunto, "la tecnologia SAI non sarà l'unica salvatrice qui. Questo è assolutamente chiaro."