Geoingineria, soluţia salvatoare pentru Terra?

Dezbaterile aprinse din ultimii ani pe tema încălzirii globale au fost, în mare măsură, sterile. Chiar dacă reprezentanţii celor mai mari ţări au recunoscut că schimbările climatice provocate de om reprezintă o realitate care va afecta întreaga planetă, discuţiile la nivel global pe această temă nu au produs soluţii. Principala cale de rezolvare a încălzirii globale provocate de om este reducerea emisiilor de gaze poluante ce duc la încălzirea atmosferei. Acest lucru implică renunţarea la utilizarea combustibililor fosili în favoarea energiei regenerabile şi non-poluante, sau cel puţin diminuarea gradului de utilizare a acestora. Deşi s-au făcut paşi în această direcţie, cele mai multe ţări nu par dispuse să reducă nivelul de emisii poluante într-un ritm care să încetinească efectul de încălzire globală.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Tot mai mulţi oameni de ştiinţă din întreaga lume propun o soluţie alternativă (sau cel puţin complementară) pentru a rezolva problemele provocate de schimbările climatice: geoingineria. Ce este geoingineria? Nici mai mult, nici mai puţin decât modificarea directă, la scară largă, a mediului planetar, în scopul contracarării efectelor schimbărilor climatice provocate de om.

Iniţial, această idee părea mai mult o propunere ştiinţifico-fantastică a oamenilor de ştiinţă, iar cei care abordau acest subiect nu erau văzuţi cu ochi buni de către vasta majoritate a cercetătorilor. În ultimii ani, însă, ca urmare a ritmului redus cu care au fost adoptate măsurile de reducere a emisiilor, aceste variante au devenit din ce în ce mai plauzibile.

Organizaţii prestigioase precum The Royal Society, cea mai veche societate ştiinţifică din lume, pledează acum în favoarea geoingineriei, solicitând factorilor de decizie să ia în calcul această variantă drept un plan de rezervă pentru problema încălzirii globale. În 2006, Paul Crutzen, câştigător al Premiului Nobel în Chimie pentru cercetările efectuate asupra găurii din stratul de ozon, a publicat în jurnalul Climatic Change un articol în care anunţa că omenirea ar putea fi nevoită să recurgă la geoinginerie în cazul în care încălzirea globală scapă de sub control.

Mulţi activişti de mediu protestează vehement împotriva geoingineriei, considerând că existenţa acestui plan de rezervă distrage atenţia de la adevărata problemă, reducerea emisiilor de carbon, şi permite părţilor implicate să amâne luarea unor decizii necesare în acest domeniu. Un alt motiv pentru care aceştia se opun geoingineriei este riscul ca aceasta să aibă consecinţe neprevăzute, care să înrăutăţească situaţia.

Cum a apărut, însă, ideea geoingineriei, şi cât de fezabilă este această soluţie?

Istoria geoingineriei

Ideea manipulării pe scară largă a climei unei planete a fost popularizată pentru prima dată de scrierile de tip science-fiction. Acestea au introdus conceptul de terraformare, prin care planete precum Marte erau transformate pentru a deveni locuibile de către oameni.

Cu toate acestea, scriitorii romanelor ştiinţifico-fantastice nu au fost primii care s-au gândit la modificări climatice la nivel planetar. Suedezul Svante Arrhenius, care a trăit între 1859 şi 1927, a fost primul om de ştiinţă care a recunoscut legătura dintre dioxidul de carbon şi efectul de seră, acesta realizând în 1896 că folosirea cărbunelui pe scară largă drept sursă de energie va conduce la încălzire globală. Arrhenius a luat în calcul ipoteza arderii a unei cantităţi mai mari de cărbune, pentru a crea un efect de seră care să facă iernile suedeze mai puţin neplăcute.

Sovieticii au fost primii care s-au gândit să pună în practică geoingineria, cercetătorii din URSS propunând în anii 1960 mai multe metode prin care tundra îngheţată să fie încălzită, pentru a fi transformată în teren fertil care să poate fi folosit în agricultură.

Astăzi, oamenii de ştiinţă dedicaţi studiului climei afirmă că o creştere a temperaturii la nivel global cu mai mult de 2 grade Celsius ar putea avea consecinţe devastatoare, fiind imperios necesar ca acest eveniment să fie evitat. Ultimele estimări ale specialiştilor arată că o reducere cu 50% a emisiilor de dioxid de carbon până în 2050 ar fi insuficientă pentru a menţine încălzirea globală sub pragul celor 2 grade. Deşi majoritatea ţărilor lumii a luat parte la Summitul de la Copenhaga din 2009 dedicat schimbărilor climatice, acordul atins la această întâlnire de rang înalt nu obligă ţările să reducă masiv emisiile poluante.

Cum reducerea emisiilor de dioxid de carbon nu are loc într-un ritm suficient de rapid pentru a evita un deznodământ nedorit, oamenii de ştiinţă au elaborat mai multe variante prin care geoingineria ar putea ajuta la atingerea acestui ţel important.

Profesorul John Shepherd, conducătorul unui studiu exhaustiv efectuat de Royal Society asupra geoingineriei, a afirmat: „Niciuna dintre tehnologiile geoinginereşti nu constituie o soluţie magică, toate prezintă riscuri asociate. Este esenţial să reducem emisiile de carbon, dar trebuie să luăm în calcul şi posibilitatea deloc nerealistă că vom eşua să facem acest lucru. De aceea, dacă va fi nevoie de un «Plan B», este nevoie să efectuăm acum cercetările necesare pentru a vedea ce impact ar avea geoingineria şi cum ar putea fi ea aplicată în cazul în care vom avea nevoie”.

Cele două metode

Ideile geoinginereşti sunt numeroase şi variază de la idei practice, aplicabile astăzi, la propuneri fanteziste, aparent desprinse din paginile unui roman science-fiction. Toate, însă, par să se încadreze în una din cele două direcţii abordate: reducerea nivelului dioxidului de carbon din aer, diminuând astfel efectul de seră, sau scăderea cantităţii de energie solară absorbite de planetă, care ar avea un efect de răcire asupra acesteia.

Prima variantă abordează direct sursa problemei – dioxidul de carbon prezent în atmosferă în exces, pe când cea de-a doua tratează simptomele, nu cauza. Oamenii de ştiinţă consideră că soluţiile ce scad temperatura planetei prin reducerea nivelului de energie solară absorbit de către Terra trebuie folosite doar ca un răspuns rapid la o creştere semnificativă a temperaturii, pentru că acestea nu rezolvă o altă problemă provocată de dioxidul de carbon, acidificarea oceanelor, care are ca efect distrugerea ecosistemelor marine.

Reducerea nivelului dioxidului de carbon poate fi obţinută prin mai multe metode, iar cea mai simplă pare a fi plantarea de păduri. Această soluţie pare, însă, ineficientă şi costisitoare, necesitând întinderi mari de pământ pentru a produce un efect notabil.

O altă propunere ia în calcul folosirea oceanului ca mediu de stocare a carbonului. Acum, oceanul absoarbe 25% din emisiile de dioxid de carbon ce au ca sursă acţiunile umane. Unii cercetători propun introducerea de fier în apa oceanului, fapt ce ar conduce la dezvoltarea fitoplanctonului.

Metodele mai puţin fanteziste implică extragerea dioxidului de carbon din aer prin metode chimice (folosirea de hidroxid de sodiu pentru a obţine carbonat de sodiu) sau fizice (prin folosirea de filtre care elimină dioxidul de carbon din aer), ca apoi acesta să fie stocat în pământ. Aceasta variantă are avantajul de a ţinti direct cauza încălzirii globale, însă este costisitoare. David Keith, expert în geoinginerie la Universitatea din Calgary, a fondat compania Carbon Engineering. Inginerii companiei au proiectat turnuri gigant care au rolul de a purifica aerul, eliminând dioxidul de carbon cu ajutorul hidroxidului de sodiu. Printre cei convinşi de propunerea lui Keith se numără Bill Gates, care a investit 5 milioane de dolari în companie.

Cercetătorii în domeniul energiei şi mediului de la Institution of Mechanical Engineers din Marea Britanie au conceput, de asemenea, o „pădure” de copaci artificiali ce absorb dioxidul de carbon din aer şi îl stochează în pământ. Tim Fox, şeful departamentului de Mediu al organizaţiei, a explicat: „tehnologia necesară producerii acestor «copaci» capabili să absoarbă dioxid de carbon există deja – ce-i drept, într-o fază incipientă. De aceea, este esenţial ca guvernul şi companiile private să prioritizeze finanţarea acestor tehnologii, pentru ca ele să poată folosite în timp util şi pe o scară suficient de largă încât efectul lor să fie vizibil”.

Blocarea razelor Soarelui, soluţia de avarie

Cea de-a doua variantă, considerată o soluţie ce trebuie aplicată doar în cazul unei crize climatice, este „managementul radiaţiilor solare”, denumire dată metodelor propuse pentru a obţine reducerea cantităţii de raze solare absorbite de către planeta noastră.co

Temperatura medie înregistrată pe Terra este produsul echilibrului dintre radiaţiile solare absorbite de către Pământ şi radiaţiile infraroşii pierdute în spaţiu. Astfel, intervenind asupra unui element ce formează această ecuaţie, oamenii pot răci planeta fie contribuind la mărirea cantităţii de radiaţii solare pierdute în spaţiu, fie prin reducerea cantităţii de radiaţii solare absorbite de către planetă.

Printre tehnicile propuse se numără blocarea parţială a razelor soarelui şi modificarea albedoului, adică a coeficientului de reflectare al solului, clădirilor şi chiar al norilor.

Pentru a creşte proporţia de energie luminoasă radiată înapoi în spaţiu, cercetătorii au prezentat mai multe propuneri: folosirea predominantă a culorii alb pe acoperişurile aşezărilor umane, utilizarea în agricultură a speciilor de plante a căror frunze reflectă mai multă lumină în spaţiu şi chiar acoperirea unor suprafeţe mari ale deşerturilor planetei cu fragmente largi de materiale ce prezintă un albedo ridicat.

Fiecare dintre aceste metode are dezavantajele sale: aşezările umane constituie doar 2% din suprafaţa planetei, astfel că chiar şi un pas radical precum vopsirea în alb a tuturor acoperişurilor clădirilor de pe Terra nu ar fi suficient pentru a reduce temperatura globală. Totuşi, această metodă ar putea produce rezultate locale, ajutând la reducerea temperaturilor ridicate din aglomeraţiile urbane.

În ceea ce priveşte agricultura, folosirea plantelor cu un grad de reflexie mare ar influenţa semnificativ temperatura globală, însă această soluţie ar implica reducerea productivităţii, lucru greu de acceptat atunci când populaţia globală atinge 7 miliarde şi este în continuă creştere.

Transformarea deşerturilor în „oglinzi” gigant ar reduce temperatura planetei, însă riscă să producă efecte secundare nedorite, prin modificarea circulaţiei atmosferice, lucru ce ar putea provoca evenimente climatice nedorite, precum musonii.

Există şi metode inedite propuse de unii oameni de ştiinţă: lansarea pe orbită a unui paravan solar gigant. Acesta ar reflecta înapoi în spaţiu doar 2% din lumina soarelui, astfel că oamenii nu ar observa o scădere semnificativă a luminozităţii, însă această reducere ar fi suficientă pentru a compensa creşterea de temperatură provocată de dioxidul de carbon din atmosferă.

Creşterea capacităţii de reflexie a norilor, soluţia salvatoare?

O idee propusă pentru prima dată în 1999 de către un om de ştiinţă american, Jonathan Latham, are ca ţintă norii ce plutesc deasupra oceanelor. Pornind de la faptul că aceştia reflectă în spaţiu o bună parte din radiaţia emisă de soare, el propune folosirea unor nave pentru a lansa spre nori jeturi fine de apă de mare. Astfel, norii ar conţine mai multe particule, reuşind să reflecte mai multe raze solare înapoi în spaţiu şi compensând astfel efectul de încălzire globală provocat de emisiile de dioxid de carbon.

Un inginer scoţian, Stephen Salter, a conceput un plan pe baza ideii lui Latham. Conform acestuia, este nevoie de maxim 1.500 de vase care să patruleze oceanele planetei. Acestea ar trage după ele propulsoare capabile să ridice particulele de apă de mare la o altitudine suficient de mare ca să permită vântului să le poarte spre nori. Salter estimează că pentru construcţia a 300 de nave, numărul minim de ambarcaţiuni care ar asigura un efect notabil asupra climatului planetar, este necesară o sumă de 600 de milioane de dolari, la aceasta adăugându-se anual încă 100 de milioane de dolari pentru costurile operaţionale.

Cercetătorii estimează că folosirea acestei metode ar conduce la o reducere semnificativă a temperaturii globale, însă există riscul de a produce schimbări neaşteptate asupra curenţilor oceanici şi sistemelor climatice.

O altă variantă luată în calcul de oamenii de ştiinţă este aceea de a imita efectul produs de erupţiile vulcanice. Cercetătorii au descoperit că erupţia vulcanului Pinatubo în 1991 a dus la o reducere a temperaturii globale cu 0,5 grade Celsius. Acest lucru s-a datorat sulfului aruncat de erupţia vulcanică în stratosferă, partea superioară a atmosferei.

Primul care a propus folosirea sulfului ca metodă de răcire a planetei a fost fizicianul rus Mihail Budyko, în anii ’70, însă această variantă a început să fie cu adevărat luată în serios în 2006, când a fost propusă de Paul Crutzen, laureat al Premiului Nobel pentru Chimie. Un mare avantaj al acestei propuneri este costul relativ scăzut, fiind necesare doar câteva aeronave capabile de a zbura la altitudini mari, unde ar urma să pulverizeze aerosoli de sulf.

Şi această variantă prezintă riscuri, susţin contestatarii proiectului, care afirmă că injectarea de sulf în atmosferă ar putea duce la reducerea stratului de ozon şi la ploaie acidă, care ar decima flora şi fauna. De asemenea, experţii avertizează că un astfel de proiect ar putea produce efecte pozitive asupra unei bune părţi a suprafeţei Pământului, dar cu costul înrăutăţirii climei în Africa (unde temperaturile ar fi mai ridicate, iar climatul mai uscat) şi în India, unde nivelul precipitaţiilor ar scădea masiv.

Este geoingineria o soluţie realistă pentru problemele climatice?

Efectuarea de experimente geoinginereşti pe plan global pare să rămână pentru următorii ani doar o variantă teoretică, recunosc cercetătorii implicaţi în acest domeniu. Aceştia însă insistă ca acest plan de rezervă să fie luat în serios, mai ales în cazul în care emisiile de dioxid de carbon nu vor fi reduse la timp, iar schimbările climatice vor avea efecte devastatoare, precum topirea gheţarilor din Groenlanda.

David Keith, profesor la Universitatea din Calgary şi expert în geoinginerie de peste 20 de ani, afirmă că „treptat, omenirea dezvoltă uneltele tehnologice ce ne permit să avem un control tot mai mare asupra mediului şi climei. Vom ajunge să putem controla clima la nivel global – poate nu în 20 de ani, dar într-un secol, cu siguranţă. De aceea este esenţial să începem de acum să analizăm ce înseamnă să deţinem această putere, ce implicaţii morale şi politice are acest lucru. Este important pentru a putea construi instituţiile care ne vor permite să folosim eficient această tehnologie. Exemple precum e-mailul sau telefoanele mobile ne arată că tehnologia evoluează cu o viteză mai mare decât cea cu care se schimbă sistemele noastre sociale. Aşadar, trebuie să anticipăm felul în care vom aplica această tehnologie”.

Mulţi ar putea considera periculoasă ideea de bază a geoingineriei – omul să încerce să modifice întreaga planetă – însă aceasta nu reprezintă nimic nou. Acest lucru se întâmplă deja, iar în ultimii ani tot mai mulţi oameni de ştiinţă denumesc perioada în care Terra a fost dominată de om drept Antropocen, pentru a reflecta faptul că nicio altă specie nu a schimbat faţa acestei planete într-atât.

Vasta majoritate a ecosistemelor planetei poartă urmele prezenţei omului, iar geoingineria implică doar direcţionarea acestei imense influenţe umane pe o cale ce va permite perpetuarea speciei noastre, prin menţinerea parametrilor climatici planetari la un nivel de echilibru.

Nici cei mai mari susţinători ai geoingineriei, precum David Keith, nu afirmă că aceasta ar fi soluţia pentru încălzirea globală. „Reducerea emisiilor de carbon constituie prioritatea numărul unu, fără dubiu. A te gândi la geoinginerie ca fiind singura soluţie este absurd”, afirmă acesta.

Vor reuşi marile puteri să accepte reducerea emisiilor de carbon?

Protocolul de la Kyoto, singurul tratat cu impact global care limitează emisiile de carbon, urmează să expire la finalul anului 2012. SUA şi China, ţările cu cele mai mari emisii, nu se numără printre cele care au căzut de acord să reducă emisiile de gaze poluante.

La finalul acestui an, între 28 noiembrie şi 9 decembrie, urmează să aibă loc la Durban, în Africa de Sud, summitul ONU asupra schimbărilor climatice. Mai multe ţări, printre care Brazilia, Africa de Sud, India şi China, au anunţat că extinderea protocolului Kyoto constituie prioritatea numărul unu a acestei întâlniri de nivel înalt. Cu toate acestea, şansele ca acest summit să ducă la o nouă rundă de reducere a emisiilor poluante este zero, această variantă fiind exclusă din start de SUA, Japonia, Canada şi Rusia. Uniunea Europeană a anunţat că va accepta o nouă rundă de reducere a emisiilor doar dacă acest lucru va fi acceptat şi de către alte ţări, inclusiv India şi China, ce nu sunt obligate în acest moment să limiteze emisiile de gaze poluante.

În acest context, în care societatea nu pare dispusă să accepte reduceri masive ale emisiilor poluante, este de aşteptat ca schimbările climatice să devină, pe zi ce trece, mai devastatoare. De aceea, planul de rezervă, geoingineria, ar putea constitui ultima speranţă a omenirii.