Géoingénierie, la manipulation à grande échelle d’un processus spécifique central pour contrôler le climat de la Terre dans le but d’obtenir un bénéfice spécifique. Le climat mondial est contrôlé par la quantité de rayonnement solaire reçue par la Terre et aussi par le sort de cette énergie dans le système terrestre – c’est-à-dire la quantité absorbée par la surface de la Terre et la quantité réfléchie ou rerayonnée dans l’espace. La réflectance du rayonnement solaire est contrôlée par plusieurs mécanismes, notamment l’albédo de la surface de la Terre, la couverture nuageuse et la présence dans l’atmosphère de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO2). Si les propositions de géo-ingénierie veulent influencer le climat mondial de manière significative, elles doivent modifier intentionnellement l’influence relative de l’un de ces mécanismes de contrôle.
Les propositions de géoingénierie ont été développées pour la première fois au milieu du 20e siècle. S’appuyant sur les technologies développées pendant la Seconde Guerre mondiale, ces propositions visaient à modifier les systèmes météorologiques afin d’obtenir des conditions climatiques plus favorables à l’échelle régionale. L’une des techniques les plus connues est l’ensemencement des nuages, un processus qui tente de faire tomber la pluie sur les terres agricoles desséchées en dispersant des particules d’iodure d’argent ou de dioxyde de carbone solide dans les nuages porteurs de pluie. L’ensemencement des nuages a également été utilisé pour tenter d’affaiblir les tempêtes tropicales. En outre, l’armée américaine a suggéré que les armes nucléaires pourraient être utilisées comme outils pour modifier les climats régionaux et rendre certaines régions du monde plus favorables à l’habitation humaine. Cette proposition, cependant, n’a pas été testée.
L’ensemencement des nuages fonctionne à l’échelle régionale, cherchant à influencer les systèmes météorologiques au profit de l’agriculture. Les propositions actuelles de géo-ingénierie se sont concentrées sur l’échelle mondiale, en particulier lorsque les preuves de l’augmentation des concentrations de CO2 dans l’atmosphère et donc de la perspective d’un réchauffement climatique se sont accumulées. Deux approches fondamentalement différentes du problème du changement climatique mondial ont vu le jour. La première approche propose l’utilisation de technologies qui augmenteraient la réflectance du rayonnement solaire entrant, réduisant ainsi l’effet de réchauffement de la lumière solaire sur la surface de la Terre et la basse atmosphère. Cependant, modifier le bilan thermique de la Terre en renvoyant davantage de lumière solaire dans l’espace pourrait compenser la hausse des températures, mais ne ferait rien pour contrer la concentration croissante de CO2 dans l’atmosphère terrestre. La deuxième approche de la géo-ingénierie se concentre sur ce problème, en proposant de retirer le CO2 de l’air et de le stocker dans des zones où il ne peut pas interagir avec l’atmosphère terrestre. Cette approche est plus attrayante que la première car elle permet de contrer à la fois la hausse des températures et celle des niveaux de dioxyde de carbone. En outre, la réduction du CO2 dans l’air pourrait permettre de résoudre le problème de l’acidification des océans. De grandes quantités de CO2 atmosphérique sont absorbées par les océans et mélangées à l’eau de mer pour former de l’acide carbonique (H2CO3). Lorsque la quantité d’acide carbonique augmente dans l’océan, le pH de l’eau de mer diminue. Cette acidification des océans pourrait endommager les récifs coralliens et d’autres organismes calcaires tels que les oursins. La réduction de la concentration de CO2 ralentirait et peut-être même arrêterait la production d’acide carbonique, ce qui réduirait l’acidification des océans.
Pour certains scientifiques, les propositions de géo-ingénierie à l’échelle mondiale frôlent la science-fiction. La géoingénierie est également controversée parce qu’elle vise à modifier le climat mondial – un phénomène qui n’est pas encore totalement compris et qui ne peut être modifié sans risque. Dans la presse populaire, certains rapports considèrent la géo-ingénierie comme l’ultime option pour contrecarrer le changement climatique si toutes les autres mesures de réduction des émissions de CO2 échouent dans les prochaines décennies. Plusieurs études préconisent que des tests rigoureux précèdent la mise en œuvre de toute proposition de géo-ingénierie afin d’éviter des conséquences imprévues. Chaque proposition décrite ci-dessous diffère des autres par son efficacité potentielle, sa complexité, son coût, ses considérations de sécurité et ses effets inconnus sur la planète, et toutes devraient être évaluées de manière approfondie avant d’être mises en œuvre. Malgré cela, aucun schéma proposé n’a été testé de manière ciblée, même sous la forme d’une étude pilote à petite échelle, et donc l’efficacité, le coût, la sécurité ou le calendrier de tout schéma n’ont jamais été évalués.