Hvad er geoteknik?
Traditionelt involverer geoengineering to meget forskellige ting: hvordan
Med den første metode, kendt som "fjernelse"kulstof" eller "negative emissionsteknologier" er forskere nu stort set enige om. Sådanne teknikker skal bruges for at undgå farlige niveauer af planetarisk opvarmning. De fleste forskere klassificerer ikke længere denne metode som geoengineering. I modsætning til den anden, mere kontroversielle metode, kendt somsol geo-engineering.
Dette er en generel betegnelse, der omfatter sådanneideer som at installere solcremer i rummet eller sprede mikroskopiske partikler i luften på forskellige måder for at gøre kystskyer mere reflekterende, sprede varmefangende cirrusskyer eller sprede sollys i stratosfæren.
Selve ordet "geoengineering" indebærerteknologi på planetarisk skala. Men nogle forskere har overvejet at udføre lignende eksperimenter og teknologier på lokaliserede måder og udforske forskellige metoder, der kunne beskytte koralrev, skove og iskapper.
Hvor kom ideen til geoteknik fra?
Generelt er dette ikke den nyeste idé.I 1965 advarede præsident Lyndon Johnsons videnskabelige rådgivende udvalg om, at Jordens reflektionsevne muligvis skal øges for at udligne stigningen i drivhusgasemissioner. Det er betydningsfuldt, at ideen om at reducere emissioner i denne første præsidentrapport nogensinde om truslen om klimaændringer ikke var værd at nævne, som forfatter Jeff Goodell bemærker i sin bog How to Cool the Planet.
Men den mest berømte form for sol geoengineeringinvolverer sprøjtning af partikler i stratosfæren. Det kaldes undertiden "stratosfærisk injektion" eller "stratosfærisk aerosoldispersion." Dels fordi naturen allerede har vist, at dette er muligt.
Det mest berømte eksempel på naturlig solGeoteknik var udbruddet af Mount Pinatubo i Filippinerne i sommeren 1991. Derefter blev omkring 20 millioner tons svovldioxid frigivet i atmosfæren. Ved at reflektere sollys tilbage i rummet hjalp partikler i stratosfæren med at reducere den globale temperatur med ca. 0,5 ° C i løbet af de næste to år.
Og selvom forskerne ikke har nøjagtige data, enormeVulkanudbrud i en fjern fortid havde lignende konsekvenser. Det er kendt, at eksplosionen af Tambora-bjerget i Indonesien i 1815 blev efterfulgt af "Året uden sommer" i 1816, en mørk periode, der kan have været med til at inspirere skabelsen af to af de mest berømte og mørke væsner i litteraturen - vampyrer og Frankensteins monster.
Sovjetisk klimatolog Mikhail Budyko normaltbetragtes som den første, der antyder, at vi kan imødegå klimaændringer ved at simulere dette vulkanske fænomen. Han rejste spørgsmålet om muligheden for at brænde svovl i stratosfæren i sin publikation fra 1974.
I de efterfølgende årtier var dette koncept fra tid til andenhar optrådt i forskningsartikler og på videnskabelige konferencer gennem tiden. Det fik dog ikke megen opmærksomhed før i sensommeren 2006, hvor Paul Crutzen, nobelprisvinder i atmosfærisk kemi, efterlyste geoingeniørforskning i en artikel i tidsskriftet Climatic Change. Dette blev en meget diskuteret begivenhed, da Crutzen modtog Nobelprisen for sin forskning i farerne ved det voksende ozonhul, og en af de kendte virkninger af svovldioxid er ozonnedbrydning.
Med andre ord mente han, at klimaforandringerne var en sådan trussel, at det var værd at "udforske en kur" mod det, han betragtede som "gift".
Hvad er bivirkningerne af geotekniske strategier?
Forskere har fundet frem til alle mulige løsninger til bekæmpelse af klimaændringer, herunder en række kontroversielle strategier for geoteknik.
Blandt de mange kan flere skelnes.
-
Skovrejsning</ p>
Metode essens: det vil tillade kunstvanding af ørkener, for eksempel i Australien og Nordafrika, at plante millioner af træer, der kan absorbere kuldioxid.
Ulempe: Denne vegetation vil også tiltrække yderligere sollys.
- Kunstig Ocean Upwelling
Metode essens: Ingeniører bruger lange rør til at pumpe koldt, næringsrige vand opad for at afkøle havoverfladevand.
Ulempe: Hvis denne proces nogensinde stopper, kan det føre til et skift i varmebalancen i havene og hurtige klimaændringer.
- Alkalisering af havet
Metode essens: Processen involverer dumpning af kalk i havet for kemisk at øge absorptionen af kuldioxid.
Ulempe: Forskning viser, at det ikke har nogen nytte for at reducere globale temperaturer.
- Gødning af havene med jern
Metode essens: Det indebærer at dumpe jern i havene for at forbedre væksten af fotosyntetiske organismer, der kan absorbere kuldioxid.
Ulempe: Forskning viser, at det ikke har nogen nytte for at reducere globale temperaturer.
- Solstyring
Metode essens: Dette reducerer mængden af sollys, som jorden modtager gennem frigivelse af reflekterende sulfatbaserede aerosoler i atmosfæren.
Ulempe: Kuldioxid vil stadig ophobes i atmosfæren.
Geoteknik vil løse problemet med at bruge fossile brændstoffer?
Nej, selvom tanken om, at det er muligt, bestemt er deter grunden til, at nogle ledere af energiselskaber er interesserede i geoengineering. Men selvom det virker, vil det i bedste fald give et midlertidigt pusterum i den ujævne kamp mod klimaforandringerne.
Derudover hjælper denne metode ikke meget ieliminering af andre klimatiske farer. For eksempel når det kommer til forsuring af havet eller enorme miljøskader ved udvinding og forbrænding af fossile brændstoffer. Spredningen af geoteknik kan forværre andre forstyrrelser i klimasystemet. Derfor kan det ikke helt løse problemet med konstant stigende emissioner.
Hvordan forskes geoteknik?
I årene siden offentliggørelsen af artiklenCrutzen, flere og flere forskere har undersøgt geoteknik, hovedsagelig ved hjælp af computersimuleringer eller små laboratorieeksperimenter for at finde ud af, om det rent faktisk fungerer, hvordan det kan gøres, hvilke slags partikler der kan bruges, og hvilke miljømæssige bivirkninger det kan producere.
Computersimulering sekventieltviser, at dette vil føre til et fald i global temperatur, stigning i havniveauet og nogle andre klimatiske påvirkninger. Men nogle undersøgelser har vist, at høje doser af visse partikler også kan beskadige det beskyttende ozonlag, ændre det globale nedbørsmønster og reducere afgrødevækst i visse områder.
Andre forskere har fundet ud af, at disse risici kan mildnes, hvis de ikke elimineres, ved at bruge andre partikler end svovldioxid og begrænse omfanget af geoteknik.
Det mener for eksempel kemikere fra Harvarddet kan være calciumcarbonat - kridt, kalksten, marmor og skaller. Dette kan være mindre skadeligt for ozon og udgør ikke nogen stor sundhedsfare. Keutschs forskergruppe undersøger, hvordan dette stof påvirker klor- og nitrogenoxider, som også findes i stratosfæren - primært på grund af menneskeskabte emissioner - og fremskynder ozonnedbrydningen. Forskere mener, at calciumcarbonat kan hjælpe med at reducere niveauet af disse gasser.
Og ikke desto mindre lederen af HarvardForskningsgruppen for planetkølende aerosol, professor Frank Keutsch, er ivrig efter at gøre det klart, at selvom de kan "fjerne alle usikkerheder i geoengineering-projektet", og det er vellykket, betyder det ikke, at klimaforandringerne vil blive løst.
Årsagen er indlysende, sagde Koich.
”Det løser ikke årsagen,” sagde han."Så når vi gør alt dette og fortsætter med at udsende CO2, er vi nødt til at sætte flere og flere partikler i atmosfæren, og på et tidspunkt bliver det bare et skør scenarie, ikke?"
I slutningen af dagen, den eneste stabile og sandeløsningen for mennesker er at ændre deres holdninger og adfærd. ”Under alle omstændigheder skal vi reducere antallet af klimaremissioner,” sagde han. ”Jeg tror, der er ingen spørgsmål her. Og dette er grundlaget, udgangspunktet: vi skal reducere emissionerne. "
Men ingen vil hævde, at vi er kommet tildet endelige svar på de fleste af disse spørgsmål. Forskerne mener, at vi skal gøre meget mere modelleringsarbejde for at studere disse spørgsmål mere detaljeret. Det er også indlysende, at simuleringer ikke fortæller os meget, så nogle foreslår små udendørs eksperimenter.
Har nogen foretaget rigtige geo-engineering eksperimenter?
- I 2009 gennemførte russiske forskere hvordanbetragtes som det første åbne geoengineering eksperiment. De installerede aerosolgeneratorer på en helikopter og en bil og sprøjtede partikler op til 200 meter høje. I en artikel offentliggjort i det russiske tidsskrift Meteorology and Hydrology sagde forskere, at eksperimentet reducerede mængden af sollys, der når overfladen. Det er dog værd at bemærke, at Yuri Izrael, en kendt klimaskeptiker, var undersøgelsens hovedforfatter såvel som redaktør for tidsskriftet.
- Et af de første forsøg på at gennemføre et eksperiment,som på forhånd var åbent annonceret som relateret til geoteknik, kendt som SPICE-projektet, blev i sidste ende afvist. Ideen var at pumpe partikler gennem et rør på en ballon, som ville sprede dem i stratosfæren. Men forslaget udløste en stærk offentlig reaktion, især efter at det blev afsløret, at nogle forskere allerede havde ansøgt om patenter på teknologien.
- Harvard-forskere (Koich-gruppen) foreslogdet næste og mest formelle geotekniske eksperiment til dato. De håber at lancere en ballon udstyret med propeller og sensorer, der sprøjter små mængder calciumcarbonat ind i stratosfæren. Flyet flyver derefter gennem skyen og prøver at måle ting som hvor meget partikler der er spredt, hvordan de interagerer med andre gasser, og hvor meget de reflekteres. Holdet har allerede skaffet midler, oprettet et rådgivende udvalg, indgået kontrakt med et ballonselskab og begyndt at udvikle det nødvendige udstyr.
- I mellemtiden forskere fra WashingtonUniversitetet, i samarbejde med Xerox Research Center i Palo Alto og andre grupper, foreslog små eksperimenter som en del af et større forskningsprogram for at lære mere om potentialet for "lysere havskyer." Ideen, banebrydende af den britiske fysiker John Latham i 1990, er, at sprøjtning af små saltpartikler fra havvand på lavtliggende skyer over havet kan skabe yderligere dråber, hvilket øger skyernes overfladeareal - og dermed reflektionsevne. Holdet samler i øjeblikket midler til at udvikle et "skyfysikforskningsværktøj" og teste det ved at sprøjte en lille smule havsalttåge ud for Stillehavskysten i De Forenede Stater.
- Ifølge Nature har der også været forsøgnogle tidlige forsøg på andre områder inden for geoteknik, herunder mere end et dusin såkaldte eksperimenter med befrugtning med åbent hav. Ideen er, at dumping af jern i vandet vil stimulere fytoplanktonvækst, som trækker kuldioxid ud af luften. Men forskere undrer sig over, hvor godt det fungerer, og hvilke bivirkninger det kan have på havets økosystem. Miljøgrupper og andre organisationer har også kritiseret tidlige forsøg på dette område og hævder, at de blev gennemført uden behørig tilladelse eller videnskabelig tilsyn.
Er der nogen, der rent faktisk driver geo-engineering?
Forskerne understreger, at disse eksperimenterer ikke sand geoteknik: mængden af materiale, der er involveret, er for lille til at ændre den globale temperatur. Faktisk er der ingen, der driver geo-engineering på planetarisk skala i dag på trods af forskellige sammensværgelsesteorier om denne score.
Selvfølgelig brænder en enorm mængdeFossile brændstoffer er en form for geoteknik, men utilsigtet, dumt og farligt. Derudover har svovlforurening fra kulanlæg og skibe sandsynligvis ført til et fald i de globale temperaturer. Og ja, en ny FN-regulering, der kræver, at skibe udsender mindre svovl, kan faktisk hæve temperaturerne lidt.
Der er også en lang og rig historieUSA og Kinas forsøg på at så skyer med partikler for at øge mængden af sne eller nedbør. Men resultaterne er meget blandede, og skiftende lokalt vejr er et skridt for langt fra at forsøge at ændre hele klimasystemet.
Hvor meget kontrovers er geoteknik?
Masser af. Det videnskabelige samfund har reelle bekymringer med hensyn til at lede, undersøge eller endda diskutere geoteknik.
Kritikere hævder, at åben samtale ompotentialet for en teknologisk "løsning" på klimaændringer vil lette presset for at tackle den grundlæggende årsag til problemet: stigende drivhusgasemissioner. Nogle mennesker tror, at udendørs eksperimentering er en glat skråning. Dette kan skabe incitamenter til endnu større eksperimenter, mens en kollektiv beslutning om sikkerheden ved geoteknik endnu ikke er truffet.
Teknologi, der ikke kender nogen nationale grænser ogsåstiller vanskelige, hvis ikke uoverstigelige, geopolitiske spørgsmål. Hvem skal beslutte, og hvem kan sige noget, om det er værd at fortsætte med at studere geoteknik? Hvordan vælger man en samlet global gennemsnitstemperatur at stræbe efter, fordi den vil påvirke forskellige lande på forskellige måder? Og hvis menneskeheden ikke kan nå til enighed, kan et sådant globalt arbejde med mange spørgsmål og variabler fremkalde konflikter og endda krige?
Nogle vil hævde, at rodet med sådanet komplekst system, ligesom klimaet, er ikke et menneskes bekymring. Eller at det simpelthen er dumt at modvirke en forurener mod en anden eller forsøge at løse en teknokratisk fiasko med en teknokratisk løsning.
Hvorfor diskuteres disse ideer overhovedet?
Få seriøse forskere vil beskrive sig selv som forkæmpere for geoteknik.
Forskerne, der studerer det, bekender sigambivalens og åbent indrømme, at dette ikke er den bedste løsning på problemet med klimaændringer. Men de er også bekymrede over, at samfundet ignorerer farlige niveauer af opvarmning og ekstremt vejr, da det fortsætter med at bygge kraftværker, biler og byer, der producerer drivhusgasser i årtier. Således siger et stigende antal forskere, at det simpelthen ville være uansvarligt ikke at undersøge, hvad der potentielt kunne redde mange, mange liv såvel som arter og økosystemer. Men på betingelse af at arbejdet med at reducere emissioner ikke glemmes.
Fortalere for geoteknik anerkender faren, menundrer sig - i sammenligning med hvad? Er geoteknik farligere end hungersnød, oversvømmelser, brande, udryddelse og migration forårsaget af klimaændringer - fænomener, som vi allerede står over for? Efterhånden som disse effekter forværres, kan offentligheden og politikerne synes, at det er en risiko, at det er værd at tage med planetens atmosfære.
Voksende argumenter for geoteknik
Skift uden afgørende handlingklimaet kunne dræbe omkring en halv million mennesker årligt i midten af dette århundrede på grund af sult, oversvømmelser, varmestress og menneskelig konflikt. Forebyggelse af temperaturer op til 2 ° C over førindustrielle niveauer, der længe betragtes som et farligt område, der skal undgås for enhver pris, synes nu næsten umuligt. Ifølge FNs mellemstatslige panel for klimaændringer vil dette betyde at reducere drivhusgasemissionerne med så meget som 70 procent inden 2050. Dette kan meget vel kræve udvikling af teknologier, der kan suge milliarder tons kuldioxid fra atmosfæren.
Ifølge en undersøgelse foretaget af London Committee onklimaforandringer, en forskel på en eller endog to grader - dette er endnu en fjerdedel af en milliard mennesker uden pålidelig adgang til vand, mere end hundrede millioner mennesker er modtagelige for oversvømmelser og et markant fald i udbytterne over hele verden.
Læs også
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse
Fundet 24 planeter, der er mere egnede til liv end Jorden
Dommedagsbreen viste sig at være farligere end forskere troede. Vi fortæller det vigtigste