Geoingineria, cunoscută și sub numele de inginerie climatică sau intervenție climatică, se referă în general la manipularea intenționată, la scară largă, a proceselor climatice naturale ale Pământului. Aplicațiile geoingineriei sunt de obicei descrise în legătură cu modul în care ar putea contribui la compensarea impactului schimbărilor climatice.
Pe măsură ce Pământul se apropie de o încălzire de 2 grade Celsius, o valoare sub care Grupul Interguvernamental de Experți privind Schimbările Climatice (IPCC) își propune să rămână, factorii de decizie politică și oamenii de știință iau în considerare cu seriozitate utilizarea geoingineriei. Se preconizează că lumea va depăși acest prag de temperatură, pe baza ratelor actuale de emisii. Deși tehnologiile de geoinginerie nu au fost încă extinse la niveluri suficiente pentru a afecta clima Pământului, potențialul acestor strategii de a combate – sau chiar de a inversa – efectele schimbărilor climatice a atras atenția în ultimii ani.
Tipuri de geoinginerie
Există două tipuri principale de geoinginerie: geoingineria solară și geoingineria dioxidului de carbon. Geoingineria solară ar manipula radiația pe care Pământul o primește de la soare, în timp ce geoingineria dioxidului de carbon ar elimina dioxidul de carbon din atmosferă.
Geoingineria solară
Geoingineria solară, sau geoingineria forțării radiative, se referă la metodele de răcire a planetei prin modificarea ratei la care Pământul colectează radiația de la soare. Pământul primește o cantitate relativ constantă de radiații de la soare. Deși această radiație solară nu este considerată a fi o cauză a schimbărilor climatice, reducerea cantității de radiație solară pe care Pământul o primește ar putea reduce temperaturile globale, unul dintre principalele efecte ale schimbărilor climatice. Anumite modele predictive indică faptul că geoingineria solară ar putea readuce temperaturile globale la nivelurile preindustriale.
Deși geoingineria solară se așteaptă să reducă temperaturile globale, aceasta nu ar reduce cantitatea de gaze cu efect de seră din atmosfera Pământului. Efectele schimbărilor climatice care nu sunt legate direct de creșterea temperaturilor, cum ar fi acidificarea oceanelor, nu ar fi reduse de geoingineria solară.
Geoingineria dioxidului de carbon
Geoingineria dioxidului de carbon se referă la manipularea planetei pentru a reduce cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă. Spre deosebire de geoingineria solară, ingineria dioxidului de carbon ar viza rădăcina problemei schimbărilor climatice prin reducerea directă a gazelor cu efect de seră din atmosferă.
În general, tehnicile de geoinginerie a dioxidului de carbon utilizează procese biologice naturale pentru a extrage dioxidul de carbon din atmosferă și a-l stoca. Geoingineria carbonului ar spori aceste procese naturale pentru a accelera eliminarea dioxidului de carbon din atmosferă.
Cum se realizează exact geoingineria?
În ceea ce privește geoingineria solară, oamenii de știință sugerează manipularea radiației pe care Pământul o primește prin adăugarea de oglinzi în spațiu, injectarea de materiale în atmosfera Pământului sau creșterea reflectivității terenului Pământului. Principalele metode propuse pentru geoingineria dioxidului de carbon includ fertilizarea oceanului cu fier, creșterea suprafețelor împădurite de pe Pământ și implementarea tehnicilor de reflectare a radiației.
Oglinda în spațiu
Walter Seifritz a sugerat pentru prima dată reflectarea radiației solare a soarelui prin adăugarea de oglinzi în spațiu în 1989. Conceptul a fost elaborat într-o publicație de James Early la doar trei luni după aceea. O estimare mai recentă din 2006 propune instalarea unui „nor” de mici parasolare pe orbita Lagrange, locația dintre soare și Pământ unde atracțiile lor gravitaționale reciproce se anulează reciproc. În această locație, oglinzile ar primi și, prin urmare, ar reflecta radiația solară în mod constant. Autorul studiului, Roger Angel, a estimat că oglinzile ar costa câteva trilioane de dolari.
Reflectarea radiației atmosferice
Alții au sugerat crearea unui efect de oglindă în atmosfera Pământului ca mijloc de geoinginerie solară. Când particulele fine, sau aerosolii, sunt suspendați în aer, acestea reflectă, de asemenea, radiația solară înapoi în spațiu, împiedicând radiația solară să treacă prin atmosferă. Prin adăugarea deliberată de aerosoli în atmosfera Pământului, oamenii de știință ar putea spori acest proces natural.
Atmosfera ar putea fi, de asemenea, mai reflectantă prin pulverizarea norilor cu picături de apă de mare. Apa de mare ar face norii mai albi și mai reflectați.
Reflectarea radiației solare pe bază de teren
Oamenii de știință au sugerat, de asemenea, o varietate de modalități de a reduce radiația solară pe care Pământul o primește prin adăugarea de surse de reflectivitate pe suprafața Pământului. Unele idei de reflecție pe bază de teren includ utilizarea de materiale reflectorizante pe acoperișurile clădirilor, instalarea de reflectoare în țările subtropicale sau modificarea genetică a florei pentru a produce specii de culori mai deschise. Pentru a fi cel mai eficient, acești reflectoare terestre ar trebui să se afle în locuri care primesc o cantitate substanțială de lumină solară.
Fertilizarea oceanului
Una dintre cele mai discutate metode de geoinginerie a dioxidului de carbon este prin intermediul algelor oceanice. Algele, sau algele microscopice, transformă dioxidul de carbon atmosferic în oxigen și zaharuri prin fotosinteză. În aproximativ 30% din ocean, algele există în număr redus din cauza lipsei unui nutrient esențial: fierul. Adăugarea bruscă de fier poate declanșa o înflorire masivă de alge. Deși aceste înfloriri nu produc de obicei subproduse periculoase, cum ar fi înfloririle dăunătoare de alge care pot face ravagii în apele de coastă, acestea pot deveni la fel de mari, unele crescând la peste 144.000 km².
Livrările de fier apar în mod natural, dar relativ rar, prin ascensiunea nutrienților din adâncul oceanului la suprafață, prin vântul care transportă praf bogat în fier sau prin alte mijloace mai complicate. Atunci când o înflorire de alge rămâne fără nutrienți, cea mai mare parte a carbonului stocat în celulele de alge moarte se scufundă pe fundul oceanului, unde poate rămâne stocat. Prin fertilizarea cu sulfat de fier a porțiunilor de ocean sărace în fier, oamenii de știință pot induce aceste înfloriri masive de alge pentru a transforma carbonul atmosferic în carbon stocat în adâncul oceanului.
Adăugarea pădurilor
În mod similar, prin creșterea cantității de planetă acoperită de păduri, am putea spori cantitatea de arbori care efectuează fotosinteza, disponibili pentru captarea și stocarea dioxidului de carbon. Unii duc această idee mai departe sugerând îngroparea copacilor tăiați adânc sub pământ, unde copacul nu ar fi supus proceselor standard de descompunere care eliberează din nou carbonul stocat de un copac. Copaci noi ar putea înlocui copacii îngropați, continuând eliminarea dioxidului de carbon din atmosferă prin fotosinteză. Biochar, o formă bogată în carbon de cărbune produsă din arderea vegetației fără oxigen, ar putea fi, de asemenea, îngropată pentru a stoca carbonul.
Depozitarea mineralelor
Roca acumulează carbon în timp din apa de ploaie printr-un proces numit intemperii geochimice. Prin injectarea manuală de dioxid de carbon în acviferele de bazalt, carbonul poate fi stocat rapid în rocă. În absența unui acvifer, dioxidul de carbon trebuie injectat cu apă. Prin stocarea dioxidului de carbon în minerale, dioxidul de carbon este transformat într-o stare stabilă, dificil de transformat înapoi în forma de gaz cu efect de seră a carbonului.
Avantaje și dezavantaje ale geoingineriei
Geoingineria este controversată din cauza incertitudinii efectelor diferitelor acțiuni de geoinginerie. Deși oamenii de știință studiază riguros efectele potențiale ale tuturor acțiunilor potențiale de geoinginerie și studiază adesea metodele de geoinginerie la scară mică, va exista întotdeauna un potențial pentru consecințe neintenționate. Există, de asemenea, argumente juridice și morale pentru și împotriva geoingineriei, pe lângă obstacolele internaționale la acțiunile de geoinginerie la scară largă. Cu toate acestea, beneficiile potențiale sunt, de asemenea, masive.
Beneficiile geoingineriei
Diferitele metode de geoinginerie solară singure ar putea readuce temperaturile globale la nivelurile preindustriale, ceea ce ar putea beneficia direct multe părți ale planetei afectate de creșterea rapidă a temperaturilor, cum ar fi recifele de corali și calotele glaciare care se topesc. Ingineria geotermală a dioxidului de carbon are probabil recompense potențiale și mai mari, deoarece ar viza cauza schimbărilor climatice de la sursă.
Consecințele geoingineriei
Deși tehnicile de geoinginerie își propun să amelioreze efectele schimbărilor climatice asupra planetei, există consecințe cunoscute și necunoscute ale acestor acțiuni la scară largă. De exemplu, scăderea temperaturii Pământului prin reflectarea radiației solare a soarelui se așteaptă să reducă precipitațiile din întreaga lume. În plus, se preconizează că beneficiile geoingineriei solare se vor pierde dacă geoingineria se oprește.
De asemenea, declanșarea unor înfloriri masive de alge folosind fier este cunoscută pentru că are consecințe. Aceste înfloriri induse artificial pot perturba abundența relativă a diferitelor tipuri de alge, dezechilibrând structura comunității naturale a algelor. Aceste înfloriri induse pot permite, de asemenea, proliferarea algelor producătoare de toxine. Și fertilizarea oceanului a fost până acum fără succes atunci când a fost încercată, deși ideea este încă studiată riguros cu modificări.
Interpretări juridice ale geoingineriei
Scara la care geoingineria ar trebui să aibă loc pentru a contracara în mod semnificativ schimbările climatice face ca aceste idei să fie deosebit de dificile de implementat. Unul dintre principalele principii juridice invocate adesea de cei care se tem de geoinginerie este principiul precauției. Principiul este interpretat în general ca interzicând acțiunile cu rezultate incerte care ar putea avea consecințe negative asupra mediului. Cu toate acestea, unii susțin că principiul precauției este la fel de aplicabil eliberării continue de gaze cu efect de seră, deoarece efectul complet al acestor emisii este necunoscut.
Restricțiile la geoinginerie se pot aplica, de asemenea, în temeiul Convenției Națiunilor Unite din 1976 privind interzicerea utilizării militare sau a oricărei alte utilizări ostile a tehnicilor de modificare a mediului (ENMOD), care interzice crearea de daune de mediu ca mijloc de război. Acțiunile de geoinginerie care ar putea afecta direct regiuni mari ale planetei ar putea constitui „utilizare ostilă a modificărilor de mediu” dacă acțiunile sunt întreprinse fără consimțământul tuturor națiunilor afectate.
Tratatele juridice care reglementează utilizarea și proprietatea spațiului prezintă provocări similare pentru geoingineria solară planificată în afara atmosferei. În temeiul Tratatului din 1967 privind principiile care guvernează activitățile statelor în explorarea și utilizarea spațiului extraatmosferic, inclusiv a Lunii și a altor corpuri cerești, sau Tratatul privind spațiul cosmic, este indicată necesitatea cooperării internaționale pentru eforturile științifice, cum ar fi adăugarea de dispozitive reflectorizante.
