Geo-engineering

Geo-engineering, de grootschalige manipulatie van een specifiek proces dat centraal staat bij de beheersing van het klimaat op aarde met het doel een specifiek voordeel te behalen. Het wereldklimaat wordt beheerst door de hoeveelheid zonnestraling die de aarde ontvangt en ook door de bestemming van deze energie binnen het aardsysteem – d.w.z. hoeveel er door het aardoppervlak wordt geabsorbeerd en hoeveel er wordt gereflecteerd of teruggekaatst in de ruimte. De weerkaatsing van zonnestraling wordt geregeld door verschillende mechanismen, waaronder het albedo van het aardoppervlak en de bewolking en de aanwezigheid in de atmosfeer van broeikasgassen zoals kooldioxide (CO2). Als voorstellen voor geo-engineering het wereldklimaat op een zinvolle manier willen beïnvloeden, moeten zij opzettelijk de relatieve invloed van een van deze beheersingsmechanismen veranderen.

Geoengineering-voorstellen werden voor het eerst ontwikkeld in het midden van de 20e eeuw. Deze voorstellen, die gebaseerd waren op technologieën die tijdens de Tweede Wereldoorlog waren ontwikkeld, hadden tot doel weersystemen te veranderen om op regionale schaal gunstiger klimaatomstandigheden te verkrijgen. Een van de bekendste technieken is “cloud seeding”, een proces waarbij wordt getracht regen naar dorre landbouwgronden te brengen door deeltjes zilverjodide of vast kooldioxide in regenwolken te verspreiden. Cloud seeding is ook gebruikt in pogingen om tropische stormen af te zwakken. Bovendien heeft het Amerikaanse leger gesuggereerd dat kernwapens zouden kunnen worden gebruikt als instrument om het regionale klimaat te veranderen en bepaalde gebieden in de wereld gunstiger te maken voor menselijke bewoning. Dit voorstel werd echter niet getest.

Cloud seeding werkt op regionale schaal, waarbij wordt getracht weersystemen te beïnvloeden ten gunste van de landbouw. De huidige voorstellen voor geoengineering zijn gericht op de mondiale schaal, met name nu steeds duidelijker wordt dat de CO2-concentraties in de atmosfeer toenemen en de aarde dus zal opwarmen. Er zijn twee fundamenteel verschillende benaderingen van het probleem van de wereldwijde klimaatverandering ontstaan. De eerste benadering behelst het gebruik van technologieën die de weerkaatsing van inkomende zonnestraling zouden verhogen, waardoor het opwarmingseffect van zonlicht op het aardoppervlak en de lagere atmosfeer zou worden verminderd. Een wijziging van het warmtebudget van de aarde door meer zonlicht terug te kaatsen in de ruimte zou de temperatuurstijging kunnen tegengaan, maar zou niets doen tegen de stijgende concentratie van CO2 in de atmosfeer van de aarde. De tweede geoengineering-benadering richt zich op dit probleem en stelt voor CO2 uit de lucht te halen en op te slaan in gebieden waar er geen interactie met de atmosfeer van de aarde kan plaatsvinden. Deze aanpak is aantrekkelijker dan de eerste omdat hij het potentieel heeft om zowel de stijgende temperaturen als de stijgende kooldioxideniveaus tegen te gaan. Bovendien kan door vermindering van de CO2-uitstoot in de lucht het probleem van de verzuring van de oceanen worden aangepakt. Grote hoeveelheden CO2 uit de atmosfeer worden door de oceanen opgenomen en vermengd met zeewater, waarbij koolzuur (H2CO3) ontstaat. Naarmate de hoeveelheid koolzuur in de oceaan toeneemt, daalt de pH van het zeewater. Een dergelijke verzuring van de oceanen kan leiden tot schade aan koraalriffen en andere kalkhoudende organismen zoals zee-egels. Verlaging van de CO2-concentratie zou de productie van koolzuur vertragen en misschien uiteindelijk stoppen, wat op zijn beurt de verzuring van de oceaan zou verminderen.

Voor sommige wetenschappers grenzen voorstellen voor geo-engineering op wereldschaal aan science fiction. Geo-engineering is ook controversieel omdat het tot doel heeft het mondiale klimaat te wijzigen – een fenomeen dat nog niet volledig wordt begrepen en niet zonder risico kan worden veranderd. In de populaire pers zijn berichten verschenen waarin geoengineering wordt gezien als de laatste optie om klimaatverandering tegen te gaan als alle andere maatregelen om de CO2-uitstoot te verminderen in de komende decennia falen. In verschillende studies wordt bepleit dat rigoureuze tests moeten voorafgaan aan de uitvoering van elk voorstel voor geo-engineering, zodat onbedoelde gevolgen worden vermeden. Elk hieronder beschreven voorstel zou van de andere verschillen in zijn potentiële efficiëntie, complexiteit, kosten, veiligheidsoverwegingen, en onbekende effecten op de planeet, en zij zouden alle grondig moeten worden geëvalueerd alvorens te worden uitgevoerd. Desondanks is geen enkele voorgestelde regeling doelgericht getest, zelfs niet als een kleinschalige pilotstudie, en dus zijn de efficiëntie, kosten, veiligheid of tijdschaal van geen enkele regeling ooit geëvalueerd.