Geoinżynieria

Geoinżynieria, manipulacja na dużą skalę określonym procesem centralnym dla kontrolowania klimatu Ziemi w celu uzyskania określonych korzyści. Globalny klimat jest kontrolowany przez ilość promieniowania słonecznego otrzymywanego przez Ziemię, a także przez los tej energii w systemie ziemskim – to znaczy, ile jest pochłaniane przez powierzchnię Ziemi, a ile odbijane lub ponownie emitowane w przestrzeń kosmiczną. Odbicie promieniowania słonecznego jest kontrolowane przez kilka mechanizmów, w tym albedo powierzchni Ziemi i zachmurzenie oraz obecność w atmosferze gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla (CO2). Jeśli propozycje geoinżynierii mają wpłynąć na globalny klimat w jakikolwiek znaczący sposób, muszą celowo zmienić względny wpływ jednego z tych mechanizmów kontrolnych.

Propozycje geoinżynieryjne zostały po raz pierwszy opracowane w połowie XX wieku. Opierając się na technologiach opracowanych podczas II wojny światowej, propozycje te miały na celu zmianę systemów pogodowych w celu uzyskania korzystniejszych warunków klimatycznych w skali regionalnej. Jedną z najbardziej znanych technik jest zasiewanie chmur, proces, który próbuje sprowadzić deszcz na spieczone pola uprawne poprzez rozpraszanie cząsteczek jodku srebra lub stałego dwutlenku węgla w chmurach deszczowych. Siewnik chmur był również wykorzystywany w próbach osłabiania burz tropikalnych. Ponadto wojsko amerykańskie zasugerowało, że broń jądrowa może zostać wykorzystana jako narzędzie do zmiany regionalnego klimatu i uczynienia pewnych obszarów świata bardziej korzystnymi dla zamieszkiwania przez ludzi. Propozycja ta nie została jednak przetestowana.

Zasiewanie chmur działa na skalę regionalną, starając się wpływać na systemy pogodowe z korzyścią dla rolnictwa. Obecne propozycje geoinżynierii koncentrują się na skali globalnej, zwłaszcza, że pojawiły się dowody na wzrost stężenia CO2 w atmosferze, a tym samym na perspektywę globalnego ocieplenia. Powstały dwa zasadniczo różne podejścia do problemu globalnej zmiany klimatu. W pierwszym podejściu proponuje się wykorzystanie technologii, które zwiększyłyby współczynnik odbicia przychodzącego promieniowania słonecznego, zmniejszając w ten sposób efekt nagrzewania powierzchni Ziemi i dolnej atmosfery przez światło słoneczne. Jednakże, zmiana budżetu cieplnego Ziemi poprzez odbijanie większej ilości światła słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną może zrównoważyć wzrost temperatury, ale nie zrobi nic, aby przeciwdziałać rosnącej koncentracji CO2 w atmosferze Ziemi. Drugie podejście geoinżynieryjne koncentruje się na tym problemie, proponując usunięcie CO2 z powietrza i składowanie go w miejscach, gdzie nie może on oddziaływać z atmosferą ziemską. To podejście jest bardziej atrakcyjne niż pierwsze, ponieważ może przeciwdziałać zarówno wzrostowi temperatury, jak i wzrostowi poziomu dwutlenku węgla. Ponadto zmniejszenie zawartości CO2 w powietrzu mogłoby rozwiązać problem zakwaszenia oceanów. Ogromne ilości atmosferycznego CO2 są wchłaniane przez oceany i mieszają się z wodą morską, tworząc kwas węglowy (H2CO3). Ponieważ ilość kwasu węglowego w oceanie wzrasta, obniża on pH wody morskiej. Takie zakwaszenie oceanu może doprowadzić do uszkodzenia raf koralowych i innych organizmów wapiennych, takich jak jeżowce. Zmniejszenie stężenia CO2 spowolniłoby i być może ostatecznie zatrzymało produkcję kwasu węglowego, co z kolei zmniejszyłoby zakwaszenie oceanu.

Dla niektórych naukowców, propozycje geoinżynierii na skalę globalną graniczą z science fiction. Geoinżynieria jest również kontrowersyjna, ponieważ ma na celu modyfikację globalnego klimatu – zjawiska, które nie jest jeszcze w pełni poznane i nie może być zmieniane bez ryzyka. W prasie popularnej pojawiły się doniesienia, które postrzegają geoinżynierię jako ostateczną opcję udaremnienia zmian klimatycznych, jeśli wszystkie inne środki redukcji emisji CO2 zawiodą w nadchodzących dekadach. W wielu opracowaniach postuluje się, aby przed wdrożeniem jakiejkolwiek propozycji geoinżynierii przeprowadzić rygorystyczne testy, co pozwoli uniknąć niezamierzonych konsekwencji. Każda z opisanych poniżej propozycji różniłaby się od pozostałych potencjalną wydajnością, złożonością, kosztami, względami bezpieczeństwa i nieznanymi skutkami dla planety, dlatego wszystkie z nich powinny być dokładnie ocenione przed wdrożeniem. Pomimo tego, żaden z proponowanych systemów nie został celowo przetestowany, nawet jako badanie pilotażowe na małą skalę, a zatem wydajność, koszty, bezpieczeństwo lub czas trwania jakiegokolwiek systemu nigdy nie zostały ocenione.

.