Fai da te su scala planetaria

Dalla piantumazione di foreste su scala continentale all'induzione artificiale delle precipitazioni, gli scienziati hanno iniziato a proporre, testare e in alcuni casi attuare progetti di geoingegneria su larga scala per trasformare radicalmente il pianeta (1). Questi progetti sono progettati per risolvere problemi globali come la desertificazione, la siccità o l'eccesso di anidride carbonica nell'atmosfera, ma sono di per sé molto problematici.

L'ultima fantastica idea per invertire gli effetti del riscaldamento globale respinge il nostro pianeta in un'orbita più lontana dal Sole. Nel film di fantascienza cinese uscito di recente The Wandering Earth, l'umanità cambia l'orbita terrestre con enormi propulsori per evitare l'espansione (2).

È possibile qualcosa di simile? Gli esperti sono stati impegnati in calcoli, i cui risultati sono alquanto allarmanti. Se, ad esempio, venissero utilizzati i motori a razzo SpaceX Falcon Heavy, ci vorrebbero 300 miliardi di "lanci" a piena potenza per portare la Terra nell'orbita marziana, mentre la maggior parte della materia terrestre verrebbe utilizzata per la costruzione e l'energia. Questo è. Leggermente più efficiente sarebbe un motore ionico posto in orbita attorno alla Terra e in qualche modo attaccato al pianeta: si suppone che utilizzerebbe il 13% della massa terrestre per trasferire il restante 87% su un'ulteriore orbita. Quindi forse? Dovrebbe essere quasi venti volte il diametro della Terra e il viaggio verso l'orbita marziana richiederebbe ancora... un miliardo di anni.

2. Fotogramma dal film "The Wandering Earth"

Pertanto, sembra che il progetto di "spingere" la Terra in un'orbita più fredda dovrebbe essere rinviato indefinitamente in futuro. Invece, uno dei progetti già avviati in più sedi, costruzione di barriere verdi su grandi superfici del pianeta. Sono costituiti da vegetazione autoctona e sono piantati ai margini dei deserti per fermare un'ulteriore desertificazione. Le due mura più grandi sono conosciute con il loro nome inglese in Cina, che per 4500 km cerca di contenere la diffusione del deserto del Gobi, e grande muro verde in Africa (3), fino a 8 km al confine del Sahara.

3. Contenimento del Sahara in Africa

Tuttavia, anche le stime più ottimistiche mostrano che avremo bisogno di almeno un miliardo di ettari di foreste in più per contenere gli effetti del riscaldamento globale neutralizzando la quantità richiesta di CO2. Questa è un'area grande quanto il Canada.

Secondo gli scienziati dell'Istituto per la ricerca climatica di Potsdam, la piantumazione di alberi ha anche un impatto limitato sul clima e solleva incertezza sulla sua efficacia. Gli appassionati di geoingegneria sono alla ricerca di modi più radicali.

Bloccare il sole con il grigio

Tecnica proposta molti anni fa spruzzatura di composti acidi nell'atmosfera, noto anche con l'acronimo SRM (gestione della radiazione solare) è una riproduzione delle condizioni che si verificano durante le grandi eruzioni vulcaniche che rilasciano queste sostanze nella stratosfera (4). Ciò contribuisce, tra l'altro, alla formazione di nubi e alla riduzione della radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre. Gli scienziati hanno dimostrato, ad esempio, che è fantastico Pinatubo nelle Filippine, ha portato nel 1991 a un calo della temperatura mondiale di circa 0,5°C in almeno due anni.

4. Effetto degli aerosol di zolfo

Infatti, la nostra industria, che da decenni emette enormi quantità di anidride solforosa come inquinante, contribuisce da tempo a ridurre la trasmissione della luce solare. si stima che questi inquinanti nel bilancio termico forniscano circa 0,4 watt di "alleggerimento" per la Terra per metro quadrato. Tuttavia, l'inquinamento che produciamo con anidride carbonica e acido solforico non è permanente.

Queste sostanze non salgono nella stratosfera, dove potrebbero formare un film anti-solare permanente. I ricercatori stimano che per bilanciare l'effetto della concentrazione nell'atmosfera terrestre, almeno 5 milioni di tonnellate o più dovrebbero essere pompate nella stratosfera.₂ e altre sostanze. I fautori di questo metodo, come Justin McClellan dell'Aurora Flight Sciences in Massachusetts, stimano che il costo di un'operazione del genere sarebbe di circa 10 miliardi di dollari all'anno - una quantità considerevole, ma non sufficiente per distruggere l'umanità per sempre.

Sfortunatamente, il metodo dello zolfo ha un altro inconveniente. Il raffreddamento funziona bene nelle regioni più calde. Nella regione dei poli - quasi nessuno. Quindi, come puoi immaginare, il processo di scioglimento dei ghiacci e l'innalzamento del livello del mare non possono essere fermati in questo modo e il problema delle perdite dovute alle inondazioni delle zone costiere basse rimarrà una vera minaccia.

Di recente, gli scienziati di Harvard hanno condotto un esperimento per introdurre scie di aerosol a un'altitudine di circa 20 km, insufficiente per avere un impatto significativo sulla stratosfera terrestre. Loro (SCoPEx) sono stati effettuati con un palloncino. L'aerosol conteneva w.i. solfati, che creano foschia che riflette la luce solare. Questo è uno dei tanti progetti di geoingegneria su scala limitata che vengono realizzati sul nostro pianeta in numero sorprendente.

Gli ombrelli spaziali e l'aumento dell'albedo terrestre

Tra gli altri progetti di questo tipo, l'idea attira l'attenzione lancio di un ombrello gigante nello spazio esterno. Ciò limiterebbe la quantità di radiazione solare che raggiunge la Terra. Questa idea esiste da decenni, ma ora è nella fase di sviluppo creativo.

Un articolo pubblicato nel 2018 sulla rivista Aerospace Technology and Management descrive il progetto, che gli autori chiamano. In accordo con esso, si prevede di posizionare un sottile nastro di fibra di carbonio nel punto di Lagrange, che è un punto relativamente stabile nel complesso sistema di interazioni gravitazionali tra la Terra, la Luna e il Sole. La foglia blocca solo una piccola parte della radiazione solare, ma potrebbe essere sufficiente per portare le temperature globali al di sotto del limite di 1,5°C fissato dall'International Climate Panel.

Presentano un'idea in qualche modo simile specchi di grandi dimensioni. Furono proposti all'inizio del 1° dall'astrofisico Lowell Wood del Lawrence Livermore National Laboratory in California. Perché il concetto sia efficace, il riflesso deve cadere su almeno l'1,6% della luce solare e gli specchi devono avere un'area di XNUMX milioni di km².².

Altri vogliono bloccare il sole stimolando e quindi applicando un processo noto come semina delle nuvole. I "semi" sono necessari per generare gocce. Naturalmente, le goccioline d'acqua si formano attorno a particelle di polvere, polline, sale marino e persino batteri. È noto che per questo possono essere utilizzate anche sostanze chimiche come lo ioduro d'argento o il ghiaccio secco. Questo può accadere con quei metodi già conosciuti e utilizzati. nuvole schiarenti e schiarenti, proposto dal fisico John Latham nel 1990. Il Sea Cloud Lightning Project dell'Università di Washington a Seattle propone di ottenere un effetto sbiancante spruzzando acqua di mare sulle nuvole sopra l'oceano.

Altre proposte degne di nota aumento dell'albedo terrestre (cioè il rapporto tra radiazione riflessa e radiazione incidente) sono applicabili anche per dipingere le case di bianco, piantare piante luminose e forse anche posare fogli riflettenti nel deserto.

Abbiamo recentemente descritto le tecniche di assorbimento che fanno parte dell'arsenale di geoingegneria a MT. In genere non sono di portata globale, anche se se il loro numero aumenta, le conseguenze possono essere globali. Tuttavia, sono in corso ricerche di metodi meritevoli del nome di geoingegneria. Rimozione di CO₂ dall'atmosfera può, secondo alcuni, passare seminando gli oceaniche, dopotutto, sono uno dei principali pozzi di carbonio del nostro pianeta, responsabili della riduzione di circa il 30% di CO₂. L'idea è di migliorare la loro efficienza.

I due modi più importanti sono fertilizzare i mari con ferro e calcio. Questo stimola la crescita del fitoplancton, che aspira l'anidride carbonica dall'atmosfera e aiuta a depositarla sul fondo. L'aggiunta di composti di calcio provoca una reazione con CO.₂ già disciolto nell'oceano e la formazione di ioni bicarbonato, riducendo così l'acidità degli oceani e rendendoli ricettivi ad assorbire più CO₂.

Idee da Exxon Stables

I maggiori sponsor della ricerca sulla geoingegneria sono The Heartland Institute, Hoover Institution e American Enterprise Institute, che lavorano tutti per l'industria petrolifera e del gas. Pertanto, i concetti di geoingegneria sono spesso criticati dai sostenitori della riduzione del carbonio che, a loro avviso, distolgono l'attenzione dall'essenza del problema. Oltretutto l'applicazione della geoingegneria senza ridurre le emissioni rende l'umanità dipendente da questi metodi senza risolvere il vero problema.

La compagnia petrolifera ExxonMobil è nota per i suoi audaci progetti globali sin dagli anni '90. Oltre a fertilizzare gli oceani con il ferro e costruire una protezione solare per 10 trilioni di dollari nello spazio, ha anche proposto di sbiancare la superficie dell'oceano applicando strati luminosi, schiuma, piattaforme galleggianti o altri "riflessi" sulla superficie dell'acqua. Un'altra opzione era quella di trainare gli iceberg artici a latitudini inferiori in modo che il biancore del ghiaccio riflettesse i raggi del sole. Naturalmente si è subito notato il pericolo di un colossale aumento dell'inquinamento degli oceani, per non parlare degli ingenti costi.

Gli esperti della Exxon hanno anche proposto di utilizzare grandi pompe per spostare l'acqua da sotto il ghiaccio marino antartico e quindi spruzzarla nell'atmosfera per essere depositata sotto forma di neve o particelle di ghiaccio sulla calotta glaciale dell'Antartide orientale. I sostenitori hanno affermato che se tremila miliardi di tonnellate all'anno fossero pompate in questo modo, ci sarebbero 0,3 metri di neve in più sulla calotta glaciale, tuttavia, a causa degli enormi costi energetici, questo progetto non è più stato menzionato.

Un'altra idea delle scuderie Exxon sono palloncini di alluminio a film sottile riempiti di elio nella stratosfera, posizionati fino a 100 km sopra la superficie terrestre per disperdere la luce solare. È stato anche proposto di accelerare la circolazione dell'acqua negli oceani del mondo regolando la salinità di alcune regioni chiave, come il Nord Atlantico. Affinché le acque diventassero più saline, si è considerata, tra l'altro, la conservazione della calotta glaciale della Groenlandia, che ne avrebbe impedito il rapido scioglimento. Tuttavia, l'effetto collaterale del raffreddamento del Nord Atlantico sarebbe quello di raffreddare l'Europa, rendendo più difficile la sopravvivenza degli esseri umani. Un po'.

Dati forniti Monitor di geoingegneria - un progetto congiunto di Biofuelwatch, ETC Group e Heinrich Boell Foundation - mostra che molti progetti di geoingegneria sono stati implementati in tutto il mondo (5). La mappa mostra attivi, completati e abbandonati. Sembra che non vi sia ancora una gestione internazionale coordinata di questa attività. Quindi non si tratta di geoingegneria strettamente globale. Più simile all'hardware.

5. Mappa dei progetti di geoingegneria secondo il sito map.geoengineeringmonitor.org

La maggior parte dei progetti, più di 190, sono già stati realizzati. sequestro del carbonio, vale a dire la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS), e circa 80 – cattura, uso e stoccaggio del carbonio (, CUSS). Ci sono stati 35 progetti di fertilizzazione degli oceani e oltre 20 progetti di iniezione di aerosol stratosferico (SAI). Nell'elenco Geoengineering Monitor troviamo anche alcune attività relative al cloud. Il maggior numero di progetti è stato creato per la modifica del tempo. I dati mostrano che ci sono stati 222 eventi associati ad un aumento delle precipitazioni e 71 eventi associati ad una diminuzione delle precipitazioni.

Gli studiosi continuano a discutere

In ogni momento, l'entusiasmo degli iniziatori dello sviluppo dei fenomeni climatici, atmosferici e oceanici su scala globale solleva interrogativi: ne sappiamo davvero abbastanza per dedicarci alla geoingegneria senza paura? E se, ad esempio, la semina di nuvole su larga scala cambia il flusso dell'acqua e ritarda la stagione delle piogge nel sud-est asiatico? E le colture di riso? E se, ad esempio, scaricare tonnellate di ferro nell'oceano spazzasse via la popolazione ittica lungo la costa del Cile?

nell'oceano, implementato per la prima volta al largo della costa della Columbia Britannica in Nord America nel 2012, si è rapidamente ritorto contro con enormi fioriture algali. All'inizio del 2008, 191 paesi delle Nazioni Unite hanno approvato il divieto di fertilizzazione degli oceani per paura di effetti collaterali sconosciuti, possibili modifiche alla catena alimentare o la creazione di aree a basso contenuto di ossigeno nei corpi idrici. Nell'ottobre 2018, oltre un centinaio di ONG hanno denunciato la geoingegneria come "pericolosa, non necessaria e ingiusta".

Come nel caso delle cure mediche e di molti farmaci, la geoingegneria provoca effetti collateraliche, a sua volta, richiederà misure separate per prevenirli. Come ha sottolineato Brad Plumer sul Washington Post, una volta che i progetti di geoingegneria sono iniziati, è difficile fermarli. Quando, ad esempio, smettiamo di spruzzare particelle riflettenti nell'atmosfera, la Terra inizierà a riscaldarsi molto rapidamente. E quelli improvvisi sono molto peggio di quelli lenti.

Lo chiarisce un recente studio pubblicato sul Journal of Geosciences. I suoi autori hanno utilizzato per la prima volta undici modelli climatici per prevedere cosa potrebbe accadere se il mondo applicasse la geoingegneria solare per compensare l'aumento dell'uno per cento delle emissioni globali di anidride carbonica ogni anno. La buona notizia è che il modello può stabilizzare le temperature globali, ma sembra che se la geoingegneria si fermasse una volta raggiunto questo obiettivo, ci sarebbero picchi di temperatura catastrofici.

Gli esperti temono anche che il progetto di geoingegneria più popolare, il pompaggio di anidride solforosa nell'atmosfera, possa mettere in pericolo alcune regioni. I sostenitori di tali azioni si oppongono. Uno studio pubblicato sulla rivista Nature Climate Change nel marzo 2019 rassicura che gli effetti negativi di tali progetti saranno molto limitati. Coautore dello studio, il prof. David Keith, studioso di ingegneria e politiche pubbliche di Harvard, afferma che gli scienziati non dovrebbero toccare solo la geoingegneria, in particolare quella solare.

- - Egli ha detto. -

L'articolo di Keith è già stato criticato da coloro che temono che gli scienziati stiano sopravvalutando le tecnologie esistenti e che il loro ottimismo sui metodi di geoingegneria possa scoraggiare la società dal compiere sforzi per ridurre le emissioni di gas serra.

Ci sono molti studi che mostrano quanto possa essere frustrante l'applicazione della geoingegneria. Nel 1991, 20 megatoni di anidride solforosa sono stati rilasciati nell'alta atmosfera e l'intero pianeta è stato ricoperto da uno strato di solfato, che riflette una grande quantità di luce visibile. La terra si è raffreddata di circa mezzo grado Celsius. Ma dopo alcuni anni, i solfati sono caduti dall'atmosfera e il cambiamento climatico è tornato al suo vecchio schema inquietante.

È interessante notare che nel mondo calmo e più fresco post-Pinatubo, le piante sembravano fare bene. Soprattutto le foreste. Uno studio ha rilevato che nelle giornate di sole del 1992, la fotosintesi in una foresta del Massachusetts è aumentata del 23% rispetto a prima dell'eruzione. Ciò ha confermato l'ipotesi che la geoingegneria non minacci l'agricoltura. Tuttavia, studi più dettagliati hanno mostrato che dopo l'eruzione vulcanica, i raccolti globali di mais sono diminuiti del 9,3% e di grano, soia e riso del 4,8%.

E questo dovrebbe raffreddare i sostenitori del raffreddamento globale del globo.