Güneş, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan bakıldığında Dünya atmosferinin katmanlarını aydınlatıyor. Küresel ısınmanın etkilerini azaltmaya yönelik bir güneş jeomühendisliği önerisi, atmosferin bir üst katmanını hedef alacaktır. NASA
Harvard Üniversitesi'nden iklim bilimci David Keith , on yıllardır insanların araştırmasını ciddiye almalarını sağlamaya çalışıyor. Bir dizi teknolojik düzeltmeyle iklim değişikliğiyle mücadele etmeyi amaçlayan jeomühendislik alanında öncüdür . Yıllar geçtikçe fikirler, planktonları atmosferden daha fazla karbon emmeye veya havadan karbonu yakalamaya teşvik etmek için okyanusta demir serpmeyi içeriyor .
Keith havadan karbonu uzaklaştırmak için teknoloji geliştiren bir şirket kurdu, ancak uzmanlık alanı, sera gazları tarafından atmosferde hapsolmuş ısı miktarını azaltmak için güneş ışığını Dünya'dan uzağa yansıtmayı içeren güneş jeomühendisliği . Strateji kanıtlanmadı, ancak modelleme işe yarayacağını gösteriyor. Ve büyük volkanik patlamalar aynı etkiye sahip olabileceğinden, fikri sağlamlaştıracak bazı gerçek dünya verileri var.
Yakın gelecekte Keith ve meslektaşları, konseptin ilk testlerinden birini başlatmayı umuyor: stratosfer olarak bilinen üst atmosfer katmanına küçük, yansıtıcı parçacıklar enjekte edecek yüksek irtifa balonu . Deneyin yeri ve zamanı hala belirlenecek, ancak yapay stratosferik parçacıkların gezegeni püskürmelerin doğal olarak yaptığı gibi soğutmaya yardımcı olup olamayacağını göstermeye doğru küçük bir adım olacaktır.
Ancak iklim değişikliği için teknolojik bir düzeltme kullanma fikri tartışmalı. Jeomühendislik hakkında konuşmak - araştırmak şöyle dursun - iklim değişikliğiyle başka şekillerde mücadele etme çabalarını, özellikle de karbon emisyonlarını azaltma kritik çalışmasını azaltacağı korkusuyla uzun zamandır tabu olarak kabul edildi. Bu, iklim araştırmalarının sınırlarında jeomühendisliği bıraktı. Keith, insanların tavırlarının değişebileceğini söylüyor. Jeomühendislik kendi başına iklim değişikliği sorununu çözemezken, emisyon azaltımlarının yanı sıra dikkatli bir şekilde uygulanırsa hasarı hafifletmeye yardımcı olabileceğini savunuyor.
Keith, 2000 yılında, Enerji ve Çevre Yıllık İncelemesinde jeomühendislik araştırmalarının bir özetini yayınladı ve bu noktaya kadar yapılan büyük iklim değerlendirmelerinin büyük ölçüde onu görmezden geldiğine dikkat çekti. Bu yılın başlarında, Seattle'daki American Association for the Advancement of Science'ın yıllık toplantısında alanın mevcut durumu hakkında konuştu. Knowable Magazine, aradan geçen on yıllarda bilimsel, teknolojik ve jeopolitik manzaranın nasıl değiştiğini Keith ile konuştu.
İklim Bilimcisi David Keith ile Soru-Cevap
Bu konuşma, uzunluk ve anlaşılırlık için düzenlendi.
- Yirmi yıl önce jeomühendisliği "son derece tartışmalı" olarak adlandırmıştınız. O zamandan beri tartışma nasıl değişti?
O zamanlar, iklimi düşünen oldukça küçük bir grup insanın bildiği ve çoğunlukla hakkında konuşmayacaklarını kabul ettiği bir şeydi. Ve işte buydu. Şimdi çok daha geniş bir şekilde tartışılıyor. Tabunun küçültüldüğünü düşünüyorum elbette. Kesinlikle hala tartışmalı, ama bence gerçek bir değişim oldu. İklim biliminde veya iklimle ilgili kamu politikasında veya çevre gruplarında yer alan giderek artan sayıda insan, çoğu kişi asla uygulanmaması gerektiğini düşünse bile, bunun hakkında konuşmamız gereken bir şey olduğu konusunda hemfikir. Hatta araştırmanın yapılması gerektiğine dair artan bir fikir birliği var. Gerçekten farklı hissettiriyor.
Jeomühendislik hakkında konuşmaya karşı neden bir tabu vardı ve sizce bu geçerli miydi?
İyi niyetli olduğunu düşünüyorum; insanlar jeomühendislik hakkında konuşmanın emisyonları azaltma çabalarını azaltabileceğinden endişelenmekte haklılar. Ahlaki tehlike ile ilgili bu endişenin araştırma yapmamak için geçerli bir sebep olduğunu düşünmüyorum. AIDS üçlü ilaç kokteylinin Afrika'da dağıtılmasına izin vermememiz gerektiğini savunanlar vardı çünkü kötüye kullanılacak ve direniş yaratacaktı. Diğerleri hava yastığının uygulanmasına karşı çıktı çünkü insanlar daha hızlı gidecekti. Risk telafisi potansiyeli nedeniyle potansiyel olarak risk azaltıcı her tür teknolojiye karşı tartışmanın uzun bir geçmişi vardır - insanların daha fazla risk alarak davranışları değiştirmesi olasılığı. Bunun etik olarak karıştırılmış bir argüman olduğunu düşünüyorum.
Benim için en ciddi endişe, emisyon kesintilerini engellemekle siyasi çıkarları olan büyük fosil yakıt şirketleri gibi bazı kuruluşların, emisyon kesintilerine karşı bir argüman olarak jeomühendislik potansiyelini kullanmaya çalışacak olmasıdır. Bu endişe, büyük olasılıkla bazı büyük sivil toplum gruplarının bu konudaki tartışmayı engellemek veya içermek istemesinin birincil nedeni olmuştur, böylece iklim tartışmasına daha geniş bir şekilde girmez. Benim için endişe tamamen haklı, ancak doğru cevabın tartışmadan kaçınmak yerine onunla yüzleşmek olduğunu düşünüyorum. Seçkinlerin kapalı kapılar ardında konuşarak karar aldığı bir dünya istemiyorum.
Güneş jeomühendisliği, yüksek irtifa düzlemlerinden yansıtıcı aerosollerin, Dünya yüzeyinin 10 ila 50 kilometre (6 ila 31 mil) üzerinde uzanan stratosfer olarak bilinen üst atmosfer katmanına enjekte edilmesini içerecektir. Buradaki fikir, aerosol parçacıklarının gezegenden uzaktaki az miktarda güneş ışığını yansıtması, sera gazlarının tuttuğu ısı miktarını azaltması ve iklim değişikliğinin bazı etkilerini hafifletmesidir.
Son yirmi yılda jeomühendislik araştırmalarının miktarı arttı mı?
Son birkaç yılda bile dramatik bir şekilde. 2000 yılında Yıllık İncelemeler makalesini yazdığımda, neredeyse sıfır organize araştırma vardı. Ara sıra ilgilenen ve zamanlarının yüzde 1'i gibi harcayan birkaç araştırmacı vardı.
Şimdi, bahsetmek istediğiniz hemen hemen her yerde küçük araştırma programları var. Oldukça ciddi bir Çince program var; Amerika Birleşik Devletleri'ndeki her şeyden daha iyi finanse edilen bir Avustralyalı var; Avrupa'da birkaç tane var.
Güneş jeomühendisliğinin nasıl işleyebileceğine dair son 20 yılda en büyük sürpriz ne oldu?
En büyük sürpriz, küresel bir güneş jeomühendisliği programının etkilerinin korkulduğu kadar coğrafi olarak eşitsiz olmayacağını gösteren, dahil olduğum iki çalışmayı da içeren son sonuçlar oldu. Gerçek kamu politikası için önemli olan, kimin daha kötü hale getirildiğidir.
Nature Climate Change'de geçen yıl yayınlanan bir makale için, çok yüksek çözünürlüklü bir bilgisayar modeli kullandık ve tüm kara yüzeyinde iki dünyayı karşılaştırdık: iki kat sanayi öncesi karbondioksit düzeyine sahip olduğumuz bir dünya 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 jeomühendisliğinin belirli bir iklim değişkenini "moderasyonlu" olarak adlandırdığımız endüstri öncesi seviyelere geri alıp almayacağına veya sanayi öncesi dönemden daha uzağa taşıyıp taşımayacağına bakmaya çalıştık. Biz buna "şiddetlenmiş" diyoruz.
En önemli iklim değişkenlerinden bazılarına odaklandık: aşırı sıcaklıkta değişiklik, ortalama sıcaklıkta değişiklik, su mevcudiyetinde değişiklik ve aşırı yağışta değişiklik. Ve bulduğumuz şey neredeyse gerçek olamayacak kadar iyi görünüyor: Tek bir bölgede şiddetlenen tek bir değişken yoktu. Bu bir sürprizdi.
Mart ayında Environmental Research Letters'da yayınlanan bir makalede, aynı analizi başka bir modelle yaptık ve güneş jeomühendisliği ile dört hariç tüm bölgelerde her şeyin denetlendiğini gördük. Ancak bunların dördü de ıslanan kuru bölgeler. Tahminimce, bu bölgelerde yaşayan pek çok kişi bu sonucu tercih ederdi çünkü genel olarak insanlar ıslanmaktansa daha kuru olmaktan endişe duyuyorlar.
Şimdi, modelin gösterdiği şey gerçek dünyada doğru olabilir veya olmayabilir. Ancak bu teknolojilere gerçekten bakmak ve onları deneylerde değerlendirmek için tek bir neden varsa, bu gibi sonuçlar, herhangi bir bölgeyi önemli ölçüde daha kötü hale getirmeden iklimdeki başlıca bozulmaların neredeyse tamamını veya birçoğunu azaltabileceğinizi gösterir. Bu oldukça önemli bir şey.
Stratosfer Kontrollü Pertürbasyon Deneyi (SCoPEx) olarak bilinen planlanmış gerçek dünya deneyiniz nasıl çalışır?
SCoPEx, aerosolleri stratosfere koymak ve bir tüy içinde bırakıldıktan sonraki ilk saatlerde ve ilk kilometrede veya daha fazla sürede etkileşimlerini ölçmek için stratosferik bir balon deneyidir. Bir paket bilimsel alet taşıyan bir gondolu 20 kilometre yüksekliğe kaldıracak yüksek irtifa balonunu içerir. Buz, kalsiyum karbonat (esasen toz haline getirilmiş kireçtaşı) veya sülfatlar olarak bilinen sülfürik asit damlacıkları gibi çok az miktarda malzeme açığa çıkaracaktır. Gondol, başlangıçta hava gemileri için yapılmış olan pervanelerle donatılacak, böylece ölçüm almak için serbest bırakılan materyallerin içinden uçabilecektir.
Serbest bırakılan malzeme miktarı 1 kilogram düzeyinde olacaktır, bu da bir kez serbest bırakıldıktan sonra herhangi bir doğrudan sağlık veya çevresel etki yaratamayacak kadar küçüktür. Amaç iklimi değiştirmek ya da güneş ışığını yansıtıp yansıtamayacağınızı görmek değil. Amaç, aerosollerin stratosferde, özellikle de dumanlarda oluşma şekline ilişkin modellerimizi geliştirmektir; bu, güneş jeomühendisliğinin nasıl çalışacağını anlamak için çok önemlidir. Deneyi yakında başlatmayı umuyoruz. Ancak bunun ne zaman ve nerede olacağı, balon mevcudiyetine ve bir danışma komitesinden gelen tavsiyelere bağlıdır.
Planlanan Stratosfer Kontrollü Pertürbasyon Deneyi, gondolda bilimsel aletler taşıyan bir balon stratosfere gönderecek. Aletler, bir kilometre uzunluğunda aerosol parçacıkları (solda) oluşturmak için az miktarda malzeme (muhtemelen buz veya mineral tozu) salar. Modifiye edilmiş hava botu pervaneleri, gondolun bulutun üzerinde (orta) manevra yapmasına ve parçacıkların stratosferden (sağda) nasıl yayıldığına dair tekrarlı ölçümler yapmak için aletleri alçaltmasına izin verecektir.
Alt atmosferde sülfürik asit kirliliğine bağlı sağlık riskleri olduğunu biliyoruz. Stratosfere sülfat aerosollerinin enjekte edilmesinden kaynaklanan potansiyel sağlık riskleri var mı?
Stratosfere koyduğumuz her şey yüzeye çıkacak 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, yaklaşık 20 kilometre (12 mil) yüksekliğe kadar yükleri sürekli olarak uçurması gerekecektir. Bunun çılgınca geldiğini düşünmek yanlış olmaz. Alt atmosferdeki sülfürik asit kirliliğinin her yıl birçok insanı öldürdüğünü biliyoruz, bu nedenle stratosfere sülfürik asit koymak kesinlikle bir risktir. Ancak yılda 1,5 milyon tonun gerçekte ne kadar olduğunu anlamak önemlidir.
1991 yılında Filipinler'deki Pinatubo Dağı patlaması, stratosfere bir yılda yaklaşık 8 milyon ton kükürt döktü. İklimi soğuttu ve her tür sistem için etkileri oldu. Mevcut küresel kükürt emisyonları, alt atmosfere yılda yaklaşık 50 milyon tondur ve bu, ince partikül hava kirliliğinden her yıl birkaç milyon insanı öldürür. Dolayısıyla, güneş jeomühendisliğinden kaynaklanan göreceli risk oldukça küçüktür ve güneş jeomühendisliği yapmama riskine karşı tartılmalıdır.
Tam ölçekli bir güneş jeomühendisliği programı ne kadar çabuk yerinden çıkabilir?
Çok hızlı gerçekleşebilir, ancak çok hızlı gerçekleşmesinin tüm yolları kötü vakalardır, temelde bir ülkenin çok hızlı atladığı durumlar. Ülkeler için en iyisinin bunu yapmaya başlamak değil, net planlar yapmak ve kontroller ve dengeler inşa etmek vb. Olduğu aşikardır.
Önümüzdeki yarım on yıldan on yıla kadar çok daha geniş araştırmalar varsa - ki bu, tutumlar gerçekten değiştiği için mümkündür - o zaman bazı ülkeler koalisyonunun, ciddi, görünür planlarla gerçek uygulamaya doğru ilerlemeye başlayabileceği ve eleştirilebileceği akla yatkındır. bu on yılın sonunda başlayan bilimsel topluluk. O kadar hızlı olmasını beklemiyorum, ama bunun mümkün olduğunu düşünüyorum.
Jeomühendislik, fosil yakıt emisyonlarını azaltmak ve havadan karbonu çıkarmak gibi diğer iklim değişikliği ile mücadele çabalarına nasıl uyuyor?
İklim değişikliği ile ilgili yaptığımız ilk ve açık ara en önemli şey, ekonomik faaliyet ile karbon emisyonları arasındaki bağı koparan ekonominin karbondan arındırılmasıdır. Emisyonları azaltmamız gerektiği gerçeğini değiştiren güneş jeomühendisliği hakkında söyleyebileceğim hiçbir şey yok. Bunu yapmazsak işimiz biter.
Daha sonra, halihazırda salınan karbonun yakalanmasını ve depolanmasını içeren karbon giderimi, emisyonlar ve atmosferdeki karbondioksit miktarı arasındaki bağlantıyı koparabilir. Büyük ölçekli karbon giderimi, emisyonlar açıkça sıfıra doğru ilerlediğinde gerçekten anlamlıdır ve azaltılması gereken ekonominin daha zor parçalarına doğru ilerliyoruz. Ve sonra güneş jeomühendisliği, atmosferdeki karbondioksit miktarı ile iklim değişiklikleri arasındaki bağlantıyı kısmen ve kusurlu bir şekilde zayıflatabilecek, ancak kırmayacak bir şeydir - deniz seviyesindeki değişiklikler, aşırı olaylardaki değişiklikler, sıcaklıktaki değişiklikler vb.
Dolayısıyla, atmosferdeki genel sera gazlarının eğrisine bakarsanız, emisyon kesintilerinin eğriyi düzleştirdiğini düşünebilirsiniz. Karbon giderimi sizi eğrinin diğer tarafına götürür. Ve sonra güneş jeomühendisliği eğrinin tepesini kesebilir ve bu da halihazırda havada bulunan karbondioksit riskini azaltabilir.
Bazıları bunu sadece acil bir durumda hapisten çıkış kartı olarak kullanmamız gerektiğini düşünüyor. Bazı insanlar, hızlı bir şekilde sanayi öncesi bir iklime geri dönmek için onu kullanmamız gerektiğini düşünüyor. Yavaş yavaş başlayıp yavaş yavaş sona erdirerek eğrinin tepesini kesmek için güneş jeomühendisliğini kullandığımızı iddia ediyorum.
David Keith, iklim değişikliğiyle mücadele için birden fazla yaklaşım kullanmayı düşünüyor. Kırmızı çizgi, fosil yakıtların ve diğer sera gazı emisyonlarının azalmadan yanması gibi olağan iş senaryosu ile iklim değişikliğinin etkilerinin nasıl daha kötüye gideceğini gösteriyor. Emisyonları agresif bir şekilde azaltmak, bu eğriyi büker ve karbonu atmosferden çıkarmak daha fazla kesinti sağlar, ancak halihazırda yüksek seviyelerde olan karbondioksitin hala sonuçları vardır. Bu senaryoda, güneş jeomühendisliği, mevcut atmosferik karbondioksitten kaynaklanan etkiyi azaltacak ve etkili bir şekilde eğrinin tepesini kesecektir.
Güneş jeomühendisliğinin gerçekleşeceği ve iklim krizinde bir fark yaratabileceği konusunda iyimser misiniz?
Şu anda pek iyimser değilim çünkü mantıklı bir politikaya izin verecek uluslararası bir ortamdan çok daha uzak görünüyoruz. Ve bu sadece ABD'de değil, daha popülist rejimleri olan bir sürü Avrupa ülkesi. Brezilya. Daha otoriter olan Hindistan ve Çin. Daha milliyetçi bir dünya, değil mi? Yakın vadede küresel, koordineli bir çaba görmek biraz zor. Ama umarım bu şeyler değişir.
