In oktober 2017, Californië heeft enkele van de ergste bosbranden in decennia meegemaakt als gevolg van droogte en klimaatverandering. Hier dropt Fire Air Tanker 89 brandvertragend op de Oakmont Fire bij Santa Rosa. David McNew/Getty Images

Afgezien van degenen die zich identificeren als ontkenners van klimaatverandering, het grootste deel van de mensheid maakt zich over het algemeen zorgen over de opwarming van de aarde. Sommige wetenschappers denken dat voortdurende en geplande inspanningen om de uitstoot van kooldioxide te verminderen niet genoeg zijn en promoten een controversieel idee dat geo-engineering wordt genoemd. Het manipuleert in feite de natuurlijke systemen van de aarde om het opwarmingseffect te compenseren.

Maar niet iedereen is aan boord. Al in 2010 experts hebben wetgevers gewaarschuwd voor hun inspanningen totdat wetenschappers de effecten ervan beter begrijpen. Geo-engineering kan onbedoelde of onvoorziene gevolgen hebben, en experts hebben momenteel geen manier om aan te pakken, bijvoorbeeld, de plannen van het ene land die het klimaat van het andere beïnvloeden.

Dr. Raymond Pierrehumbert, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Oxford, is een van de toonaangevende wetenschappers tegen geo-engineering. In een artikel voor Slate uit 2015 zei hij dat "het idee om het klimaat te 'repareren' door de weerkaatsing van het zonlicht van de aarde te hacken, wild is, volledig, huilend gek blaffen."

De meeste wetenschappers die voorstander zijn van drastische maatregelen zijn het erover eens dat er geen manier is om te weten hoe de planeet zal reageren op geo-engineering. "Wat het onderzoek betreft, iedereen is het erover eens dat we een veel beter begrip van bepaalde aspecten van het klimaatsysteem (met name de reacties op wolken) nodig hebben voordat men zelfs maar kan beginnen te beoordelen wat [beheer van zonnestraling] met de planeet zou doen, ', zegt Pierrehumbert. 'We moeten ook veel nauwkeuriger het stralingsbudget van de aarde kunnen monitoren.'

Pierrehumbert zegt ook dat een van de grootste problemen met geo-engineering is wat hij millennial commitment noemt, wat betekent dat zodra we drastische geo-engineeringacties beginnen te ondernemen, we kunnen niet stoppen. De effecten van klimaatverandering zullen blijven toenemen, en als de inspanningen op het gebied van zonne-energie stoppen, de opgehoopte opwarming van de aarde kan ineens gebeuren, in plaats van geleidelijk.

"Dat is een onaanvaardbare last om op toekomstige generaties te leggen en zou het leven met het nucleaire Armageddon-gevaar van de Koude Oorlog op een cake-walk doen lijken, ', zegt Pierrehumbert.

Dus wat zijn precies de soorten geo-engineering die wetenschappers overwegen om een ​​klimaatramp te voorkomen? We zullen er vijf bekijken, van de minst tot de meest radicale.

Inhoud

1. Bomen planten
2. Directe luchtopname
3. De ijzeren hypothese
4. Stratosferische aërosolinjectie
5. Weerkaats de zonnestralen

5:Bomen planten

Stadswerkers in Massachusetts planten bomen met de Urban Forestry-divisie in april 2017 in de hoop dat ze zullen overleven in het tijdperk van klimaatverandering. Suzanne Kreiter/The Boston Globe/Getty Images

De mildste strategieën voor geo-engineering zijn om schadelijke gassen uit onze lucht te halen, met name kooldioxide en methaan. Kooldioxide komt van de verbranding van fossiele brandstoffen en is de grootste oorzaak van klimaatverandering. Methaan is sterker, maar het breekt sneller af in de atmosfeer. Dus, veel wetenschappers concentreren zich op C02.

Toch kan C02 op natuurlijke wijze uit de atmosfeer worden gefilterd op manieren die we al kennen:bomen planten. Het is een eenvoudige methode om C02 uit de lucht te halen, omdat bomen het van nature opnemen. Het lijkt in eerste instantie een no-brainer, maar er zijn nog steeds complicaties. Het moet op grote schaal worden uitgevoerd (denk aan bosachtige stroken gebladerte), en bomen doen er lang over om te groeien. Sommige wetenschappers zijn ook bezorgd dat nieuwe bossen waardevolle landbouwgrond zouden kunnen innemen.

Nog altijd, van alle geo-engineeringschema's op tafel, dit is de gemakkelijkste en meest betaalbare, en heeft de minste negatieve gevolgen. Het zal onze problemen niet oplossen, maar het kan geen kwaad, of.

4:Directe luchtopname

De kooldioxide-afvangfabriek van Climeworks in Zwitserland kan jaarlijks 900 ton (914 metrische ton) kooldioxide uit de atmosfeer verwijderen. Climeworks Foto door Julia Dunlop

Sommige wetenschappers willen de planeet schoonmaken met luchtfilters van industriële afmetingen die speciaal zijn ontworpen om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen. Bij deze methode, lucht wordt in gigantische turbines gezogen, wordt vervolgens door filters geleid die de C02 opvangen. De gereinigde lucht komt dan weer in de atmosfeer terecht. De filters worden verwarmd om ze te reinigen, zodat ze opnieuw kunnen worden gebruikt en de cyclus kan worden herhaald.

Een in Zürich gevestigd bedrijf genaamd Climeworks heeft deze fans in mei 2017 losgelaten. Climeworks zegt dat het 's werelds eerste "commerciële kooldioxide-afvanginstallatie, " hoewel het concept zelf niet nieuw is. De strategie, directe luchtvangst genoemd, loopt ook bij bedrijven in Canada, de Verenigde Staten en Nederland. Echter, Climeworks zegt dat 18 van zijn CO2-collectoren al 900 ton (914 metrische ton) koolstofdioxide hebben verwijderd in zijn eerste fabriek in Zwitserland.

Dit klinkt misschien extreem, maar directe luchtvangst is een van de veiligste methoden van geo-engineering omdat het relatief ingrijpende bijwerkingen mist. Nog altijd, verschillende wetenschappers waarschuwen dat het de huidige uitstoot van kooldioxide niet kan bijhouden.

3:De ijzeren hypothese

De ijzerhypothese zegt dat het toevoegen van ijzer aan de oceanen algenbloei zal veroorzaken (hier te zien), die koolstofdioxide uit de lucht zou kunnen halen. Andia/UIG/Getty Images

De ijzerhypothese stelt dat het toevoegen van ijzer aan de oceanen de bloei van plankton en algen zal veroorzaken, die CO2 uit de lucht halen. Als plankton en algen uiteindelijk afsterven, ze zinken gewoon naar de oceaanbodem en worden begraven.

Wetenschappers die eerdere fasen van klimaatverandering hebben bestudeerd, hebben ontdekt dat ijzerstof vergelijkbare effecten kan hebben veroorzaakt tijdens ijstijden en hopen deze te repliceren zonder ongewenste neerslag te veroorzaken.

Onderzoek toont aan dat de strategie zou kunnen werken in de Atlantische Oceaan, maar waarschijnlijk minder succesvol zou zijn in het equatoriale deel van de Stille Oceaan vanwege de circulatie. Met andere woorden, de equatoriale Stille Oceaan krijgt water met een tekort aan voedingsstoffen uit stromingen in de Antarctische Oceaan, en experimenten hebben aangetoond dat het aanvullende ijzer alleen niet genoeg is om de planktonbloei te veroorzaken. Over andere oceanen zijn wetenschappers nog niet eens zeker.

Wetenschappers van de Carnegie Institution hebben ook overwogen om koud water van de oceaanbodem naar de oppervlakte te pompen, die een licht verkoelend effect op de atmosfeer kunnen hebben. Echter, dit proces zou ongeveer 50 jaar afkoelen, en zou tal van andere problemen kunnen veroorzaken door mariene ecosystemen te verstoren.

2:Stratosferische aërosolinjectie

De vulkaanuitbarsting van de berg Pinatubo in de Filippijnen in 1991 spuwde 20 miljoen ton (18,1 miljoen ton) zwavel in de atmosfeer en verlaagde de temperatuur een jaar lang met een halve graad Celsius. Dave Harlow, USGS

Het gebied van geo-engineering is eigenlijk geïnspireerd door een vulkaan uit 1991 op Mount Pinatubo op de Filippijnen. Als gevolg van de uitbarsting, naar schatting 20 miljoen ton (18,1 miljoen ton) zwavel werd in de atmosfeer verspreid, en de wereldwijde temperaturen daalden het volgende jaar met ongeveer een halve graad Celsius. Waarom? De zwavelwolken blokkeerden enkele zonnestralen, temperaturen laag houden. Dit klinkt misschien niet als veel, maar het is meer dan de helft van wat de planeet de afgelopen 130 jaar op natuurlijke wijze heeft opgewarmd.

Nutsvoorzieningen, enkele van de meer radicale geowetenschappers praten over het repliceren van de effecten van de berg Pinatubo door zwavel in de atmosfeer te sproeien, in de hoop de temperatuur van de planeet opnieuw te verlagen.

In 2010, David Kees, directeur van de Energy and Environmental Systems Group van de University of Calgary vertelde NPR dat het injecteren van zwaveldioxide via jet gemakkelijk en goedkoop is. "Er is zo weinig materiaal nodig om het klimaat van de hele planeet te veranderen, " vertelde hij NPR. "De kosten om het te doen zijn gewoon absurd goedkoop."

Maar het heeft ook belangrijke nadelen die de wetenschap niet volledig begrijpt. Bijvoorbeeld, een mogelijkheid is dat stratosferische aërosolinjectie gevolgen kan hebben voor de landbouw in delen van Afrika en Azië. Plus, Van zwavel is bekend dat het luchtvervuiling veroorzaakt die mogelijk dodelijk is, en het kan destructief zijn voor de ozonlaag.

1:Reflecteer de zonnestralen

Een van de meest stoutmoedige geo-engineeringideeën is om te voorkomen dat een deel van de zonnestralen de aarde zelfs maar bereiken. hoewel het waanzinnig duur zou zijn. Kreuzschnabel/Wikimedia Commons

Deze regeling gaat een stap verder dan het zwavelinjectieplan, hoewel het algemene idee vergelijkbaar is. In plaats van simpelweg een deel van de zonnestralen te blokkeren, wetenschappers willen ze terugkaatsen naar de zon door een verscheidenheid aan materialen de atmosfeer in te sturen.

Eén voorstel stelt voor om ballonnen op grote hoogte te lanceren en ze vervolgens te besproeien met "reflecterende" deeltjes. Andere fracties hebben voorgesteld dat een meer dramatische aanpak nodig is, en raden aan om een ​​vloot van 3 voet brede (0,9 meter) reflecterende schilden in te zetten. De wolk van schilden zou meer dan 62 zijn, 000 mijl (99, 779 kilometer) lang. Eventueel, 16 biljoen van deze schilden zouden over een periode van acht jaar worden geplaatst - tegen een kostprijs van biljoenen dollars.

De negatieve bijwerkingen kunnen verwoestend zijn:het verminderen van zonlicht kan de planeet droger maken. Modellen voorspellen een vermindering van 1 procent in regenval voor elke graad Celsius opwarming die we omkeren, die het potentieel heeft om droogtes te vergroten en de voedselproductie in kwetsbare gebieden te verminderen. En wat gebeurt er met de biljoenen schilden? Dat is veel puin dat gevaarlijk kan worden als het de ruimte vervuilt of terugvalt naar de aarde, waar het uiteindelijk moet worden afgevoerd.