Negen van de warmste jaren in de geschiedenis van de mensheid hebben plaatsgevonden in het laatste decennium. Zonder een grote verschuiving in dit klimaattraject, de toekomst van het leven op aarde staat ter discussie. Moeten mensen, wiens op fossiele brandstoffen gestookte samenleving de klimaatverandering stimuleert, technologie gebruiken om de opwarming van de aarde af te remmen?

Elke maand sinds september 2019 de Climate Intervention Biology Working Group, een team van internationaal erkende experts in klimaatwetenschap en ecologie, heeft zich op afstand verzameld om de wetenschap te betrekken bij die vraag en de gevolgen van geo-engineering van een koelere aarde door een deel van de zonnestraling weg van de planeet te reflecteren - een klimaatinterventiestrategie die bekend staat als zonnestralingsmodificatie (SRM).

het baanbrekende document van de groep, "Potentiële ecologische effecten van klimaatinterventie door zonlicht te reflecteren om de aarde af te koelen, " werd gepubliceerd in de meest recente Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

"Deelnemen aan deze werkgroep was voor mij een eyeopener, " zei co-auteur Peter Groffman, een ecosysteemecoloog bij het Advanced Science Research Center van The Graduate Center, CUNY en het Cary Institute of Ecosystem Studies. "Ik wist niet dat het modelleren van klimaatinterventie zo geavanceerd was, en ik denk dat klimaatmodelleurs zich niet bewust waren van de complexiteit van de ecologische systemen die worden beïnvloed. Het is een sterke herinnering aan het belang van de noodzaak van multidisciplinaire analyse van complexe problemen in de milieuwetenschap."

Het interdisciplinaire team wordt mede geleid door Phoebe Zarnetske, gemeenschapsecoloog en universitair hoofddocent aan de afdeling Integratieve Biologie en Ecologie van de Michigan State University, Evolutie, en Gedragsprogramma, en ecoloog Jessica Gurevitch, onderscheiden professor in de afdeling Ecologie en Evolutie aan de Stony Brook University.

Gesprekken tussen Gurevitch en klimaatwetenschapper Alan Robock, vooraanstaand hoogleraar bij de afdeling Milieuwetenschappen aan de Rutgers University, gaf aanleiding tot de pioniersgroep, die zich er meer dan de meesten van bewust is dat geo-engineering van de aardatmosfeer meer is dan alleen een sciencefictionscenario.

"Er is een gebrek aan kennis over de effecten van klimaatinterventie op ecologie, " zei Zarnetske. "Als wetenschappers, we moeten de positieve en negatieve effecten ervan op de natuurlijke wereld begrijpen en voorspellen, identificeren van de belangrijkste kennislacunes, en beginnen te voorspellen welke effecten het kan hebben op terrestrische, marinier, en zoetwatersoorten en ecosystemen als het in de toekomst zou worden aangenomen."

De kosten en technologie die nodig zijn om de warmte van de zon terug in de ruimte te reflecteren, zijn momenteel beter haalbaar dan andere ideeën voor klimaatinterventie, zoals het absorberen van koolstofdioxide (CO ₂ ) van de lucht. De werkgroep anticipeert op hun levendige discussies en open access paper zal een explosie van wetenschappelijk onderzoek aanmoedigen naar hoe een klimaatinterventiestrategie die bekend staat als zonnestralingsmodificatie (SRM), samen met de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen, de natuurlijke wereld zou aantasten.

De haalbaarheid van planetaire SRM-inspanningen hangt af van nauwkeurige voorspellingen van de talloze resultaten die worden geleverd door de gevestigde computersimulaties van het Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP). De PNAS paper legt de basis voor het uitbreiden van de reikwijdte van GeoMIP met het ongelooflijke bereik en de diversiteit van de ecosystemen van de aarde.

"Hoewel klimaatmodellen behoorlijk geavanceerd zijn geworden in het voorspellen van klimaatresultaten van verschillende geo-engineeringscenario's, we hebben heel weinig inzicht in de mogelijke risico's van deze scenario's voor soorten en natuurlijke systemen, " legde Gurevitch uit. "Zijn de risico's voor uitsterven, soorten gemeenschap veranderen, en de noodzaak voor organismen om te migreren om te overleven onder SRM groter dan die van klimaatverandering, of vermindert SRM de risico's van klimaatverandering?"

"De meeste GeoMIP-modellen simuleren alleen abiotische variabelen, maar hoe zit het met alle levende wezens die worden beïnvloed door het klimaat en afhankelijk zijn van energie van de zon?" voegde Zarnetske eraan toe. "We moeten de mogelijke effecten van SRM op alles beter begrijpen, van bodemmicro-organismen tot migratie van monarchvlinders tot mariene systemen."

Zarnetske's Spatial and Community Ecology Lab (SpaCE Lab) is gespecialiseerd in het voorspellen hoe ecologische gemeenschappen reageren op klimaatverandering op verschillende schalen, van de microkosmos tot de mondiale, waardoor het bij uitstek geschikt is om de werkgroep te helpen bij het verlichten van vitale gegevens voor toekomstige SRM-scenario's zoals stratosferische aerosolinterventie (SAI), de focus van het papier.

SAI zou een deel van de binnenkomende straling van de zon verminderen door zonlicht terug de ruimte in te reflecteren. vergelijkbaar met wat er gebeurt na grote vulkaanuitbarstingen. theoretisch, het zou mogelijk zijn om de wolk continu aan te vullen en de dikte en locatie ervan te regelen om een ​​gewenste doeltemperatuur te bereiken.

Maar de paper onthult de onder-onderzochte complexiteit van trapsgewijze relaties tussen ecosysteemfunctie en klimaat onder verschillende SAI-scenario's. In feite, ze beweren, de mitigatie van klimaatverandering moet worden voortgezet, ongeacht of SRM wordt aangenomen, en de vraag blijft of een of ander SRM nuttig kan zijn naast inspanningen om koolstofarm te maken.

"Hoewel SAI het aardoppervlak kan afkoelen tot een wereldwijd temperatuurdoel, de koeling kan ongelijk verdeeld zijn, veel ecosysteemfuncties en biodiversiteit aantasten, "Zei Zarnetske. "Regenval en ultraviolette straling aan het oppervlak zouden veranderen, en SAI zou de zure regen doen toenemen en de verzuring van de oceaan niet verminderen."

Met andere woorden, SRM is geen wondermiddel voor het oplossen van klimaatverandering. Totdat de inspanningen van de werkgroep inspireren tot nieuw onderzoek naar de effecten van verschillende klimaatinterventiescenario's, SRM lijkt meer op een schot in het donker.

"We hopen dat dit artikel veel meer aandacht zal schenken aan dit probleem en meer samenwerking tussen wetenschappers op het gebied van klimaatwetenschap en ecologie, "voegde Gurevitch eraan toe.

De Climate Intervention Biology-werkgroep wordt gefinancierd door de National Science Foundation en zal deze maand sessies organiseren op twee aanstaande wetenschappelijke conferenties:"Biosphere Responses to Geoengineering" op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS), en bij The Ecological Society of America in augustus, 2021.