Eine wachsende Zahl von Beweisen unterstreicht die Tatsache, dass sich das Klima ändert und die menschliche Aktivität die Hauptursache ist. Die jüngste National Climate Assessment, die von mehr als 300 Wissenschaftlern zusammengestellt wurde und auf jahrzehntelanger Forschung basiert, ergab, dass die USA seit 1900 bereits fast 2 Grad Fahrenheit (1, 1 Grad Celsius) erwärmt haben, die Schneedecke abgenommen hat und 16 der wärmsten 17 Jahre sind seit dem Jahr 2000 verzeichnet.
Die Welt erwärmt sich und wir sind verantwortlich. Jetzt fragen sich einige Wissenschaftler, ob die gleichen globalen Kräfte, die Menschen unabsichtlich für den Klimawandel einsetzen, eingesetzt werden könnten, um die außerordentlichen Kosten zu verringern, die selbst ein paar Grad Erwärmung verursachen würden. Sie unterstützen die Idee, dass wir den Planeten absichtlich in großem Maßstab verändern müssen und unseren globalen CO2-Fußabdruck drastisch reduzieren. Diese weitreichenden Veränderungen - die chemische Bindung von Kohlenstoff aus der Luft, die Förderung des Kohlenstoff fressenden Planktons oder die Erzeugung eines reflektierenden Dunstes in der oberen Atmosphäre, um das Sonnenlicht zu reflektieren - werden allgemein als Geoengineering bezeichnet.
Während viele Wissenschaftler glauben, dass Geoengineering eines Tages notwendig sein könnte, um das Leben so zu erhalten, wie wir es kennen, kauft es die Öffentlichkeit bislang nicht. Die vorläufige Untersuchung, ob Geo-Engineering-Projekte überhaupt funktionieren würden, schreitet daher mit äußerster Vorsicht voran.
Eine mögliche Methode zur Kühlung des Planeten wäre die Freisetzung von Aerosolen in die Stratosphäre, um das Sonnenlicht zu reflektieren. Eine Gruppe von Harvard-Forschern möchte dieses Konzept untersuchen, indem sie eine sehr kleine Menge Calciumcarbonat mit einem Ballon in großer Höhe untersuchen. (Harvard Universität) "Ich denke, wenn die Forschung im Bereich Solar Geoengineering voranschreiten soll, ist es wichtig, dass sie verantwortungsbewusst und in einem Tempo durchgeführt wird, das… nicht zu weit vor sich geht", sagt Lizzie Burns, Projektmanager von Harvards Solar Geoengineering Forschungsprogramm. "Ich denke, es ist wichtig, Governance gemeinsam mit der Forschung zu entwickeln, und wenn das etwas länger dauert, bin ich damit einverstanden."
Selbst wenn wir morgen aufhören würden, Kohlendioxid vollständig auszustoßen, sagen viele Wissenschaftler, dass es nicht genug wäre. Unsere Ozeane absorbieren derzeit einen Teil der überschüssigen Wärme des Planeten, was zu einer Verzögerung des Lufttemperaturanstiegs führt. Die Erwärmung, die wir heute sehen, wurde durch Entscheidungen ausgelöst, die vor Jahrzehnten getroffen wurden. Einige Wissenschaftler sagen, dass wir uns bereits zu einer Steigerung um 1 Grad Fahrenheit (0, 5 Grad Celsius) bis 2100 verpflichtet haben, unabhängig davon, was wir tun. Angesichts des Umfangs des Problems halten es Verfechter des Geo-Engineerings für wichtig, sich mit neuen Technologien zu befassen.
Die Idee kommt nicht nur vom Rande. Das Zwischenstaatliche Gremium für Klimawandel, ein Gremium der Vereinten Nationen, das seit 1990 zunehmend in Panik gerät, erklärte im Oktober 2018, es sei unwahrscheinlich (nahezu unmöglich), dass die Erwärmung ohne dieses Gremium unter 2 Grad Celsius gehalten werden könne Entwicklung einer Infrastruktur zur Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre - etwas, das wir derzeit nicht in großem Maßstab tun können.
Daher suchen Wissenschaftler nach anderen Wegen, um den Planeten zu kühlen. Die Forscher haben vorgeschlagen, Wolken aufzuhellen, den Sprühnebel stärker zu reflektieren oder sogar einen riesigen Spiegel in den Weltraum zu werfen, um zusätzliches Sonnenlicht zu reflektieren. Die vielversprechendste und kostengünstigste dieser Methoden ist die stratosphärische Aerosolinjektion, bei der winzige Partikel in die obere Atmosphäre gespritzt werden. Diese Partikel reflektieren das Sonnenlicht von der Erde weg, verdunkeln die Sonne und kühlen theoretisch den Planeten.
Viele Studien mit Computermodellen haben gezeigt, dass diese Methode theoretisch funktionieren würde. Die jüngste Studie, die heute in Nature Climate Change veröffentlicht wurde, verwendete ein ausgeklügeltes Modell, das extreme Niederschläge und Hurrikane simuliert, und stellte fest, dass reflektiertes Sonnenlicht mit Aerosolen den Globus mit minimalen zusätzlichen Effekten gleichmäßig kühlen kann.
Obwohl noch kein Experiment zur stratosphärischen Aerosolinjektion durchgeführt wurde, wissen die Wissenschaftler, was passiert, wenn winzige Partikel aufgrund von Vulkanausbrüchen in die obere Atmosphäre geschleudert werden. Wenn der Berg Der Pinatubo auf den Philippinen brach 1991 aus, und die etwa 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid, die er verursachte, kühlten die globalen Temperaturen 15 Monate lang um 0, 6 Grad Celsius.
Die Eruptionssäule vom Mt. Pinatubo von der Clark Air Base auf den Philippinen, 12. Juni 1991, drei Tage vor dem zweitgrößten Erdausbruch des 20. Jahrhunderts. (USGS / Richard P. Hoblitt) Über den Pinatubo-Ausbruch hinaus gibt es nur wenige Datenpunkte, die belegen, wie sich Schwefel in der Stratosphäre auf den Planeten auswirken würde. Die Pinatubo-Eruptionsdaten waren "unglaublich wertvoll" für die Validierung von Modellen, aber "eine Eruption ist nicht gleichbedeutend mit einer kontinuierlichen Emission von Schwefeldioxid", sagt Douglas MacMartin, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell University In einer anderen Jahreszeit könnte es unterschiedliche Auswirkungen gehabt haben. Es ging zur gleichen Zeit wie El Nino los und einige der Auswirkungen sind schwer zu entwirren. Wir wissen nicht einmal genau, wie viel Material in die Stratosphäre eingebracht wurde. "
Wir wissen nicht viel, es stellt sich heraus. Laut einer Stellungnahme, die MacMartin im Januar in den Proceedings der National Academy of Sciences mitautorisiert hat, wissen wir nicht nur nicht, ob eine stratosphärische Aerosolinjektion funktionieren würde, wir wissen auch nicht, was schief gehen könnte. Theoretisch könnte das Injizieren von Aerosolen in die Stratosphäre den Planeten abkühlen, was die saisonalen Wettermuster stören und zu weitreichenden Überschwemmungen oder Dürren führen könnte. Wir könnten unsere Nahrungsmittelversorgung beeinträchtigen, indem wir entweder die Menge des Sonnenlichts reduzieren, das die Pflanzen erreicht, oder indem wir die Niederschlagsmenge reduzieren, oder beides. Die Partikel könnten sich an der Ozonschicht abfressen. Dies führte zu einem Problem, das Anfang der neunziger Jahre durch das Verbot der Herstellung von als Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) bekannten Chemikalien behoben wurde.
"Wir wissen nicht genug darüber, um fundierte Entscheidungen zu treffen", sagt MacMartin. Zusammen mit seinem Co-Autor Ben Kravitz, einem Atmosphärenwissenschaftler an der Indiana University, argumentiert MacMartin, dass Wissenschaftler aufhören müssen, "neugierige" Forschung zu betreiben - was passiert, wenn Sie X machen? - und zu einem „missionsgetriebenen“ Forschungsprogramm übergehen, das genau das festlegt, was Wissenschaftler wissen müssen, um „zukünftige gesellschaftliche Entscheidungen zu treffen“.
Eine Harvard-Studie soll einige dieser Lücken schließen. SCoPeX, oder das Experiment zur stratosphärisch kontrollierten Störung, soll genau untersuchen, wie sich Aerosole in der Stratosphäre verhalten. Die erste Iteration des Experiments würde einen Ballon in einer Höhe von 19 Kilometern starten, in dem winzige Partikel von Kalziumkarbonat - harmloser Kreide - freigesetzt werden, wenn er etwa eine halbe Meile lang mit „Schrittgeschwindigkeit“ horizontal entlangläuft, sagt Burns. Der Ballon machte dann eine Kehrtwende und putterte zurück durch die Kreidestaubwolke, um die Partikel zu erkennen und zu messen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern.
Bevor SCoPeX das Calciumcarbonat-Experiment durchführen kann, muss das Harvard-Team die Ballonausrüstung testen. Sie planen, den Ballon in einem Probelauf mit Wasser als Nutzlast zu starten. Aber bevor SCoPeX überhaupt seinen Testflug starten kann, muss es die Genehmigung eines Beratungsausschusses einholen, der das Projekt überwacht und bei Bedarf den Stecker zieht - und der Ausschuss muss noch ausgewählt werden.
"Wenn es nicht als Geoengineering gekennzeichnet wäre", würde sich niemand darum kümmern, sagt MacMartin, der nicht mit SCoPeX verbunden ist. Keines dieser Experimente kann auch nur aus der Ferne als „Geoengineering“ bezeichnet werden - ihre Nutzlasten sind viel zu klein, um das Erdklima zu beeinflussen. "Aber die Medien sagen, Harvard habe vor, die Sonne auszublenden."
Burns argumentiert, dass der langsame, methodische Ansatz notwendig ist. „Unser Ziel ist es nicht, den Menschen zu sagen, wie sie denken sollen, sondern Dinge so zu tun, dass sie sich zuversichtlich fühlen.“ Die Kosten für die Nichtgewinnung des öffentlichen Vertrauens wurden in einem britischen Geoengineering-Experiment namens Stratospheric gesehen Injection for Climate Engineering (SPICE), das 2012 wegen Interessenkonflikten und Protesten von Umweltgruppen eingestellt wurde.
Selbst diejenigen, die Geo-Engineering-Forschung unterstützen, sagen, dass Vorsicht geboten ist. "Die Forschung muss nicht beängstigend sein, aber es ist beängstigend in Bezug auf das, was es impliziert", sagt MacMartin. "Dass wir tatsächlich versuchen könnten, das gesamte Klima zu kontrollieren, ist in mancher Hinsicht eine ziemlich erschreckende Idee."
Einige Wissenschaftler argumentieren, dass wir diesen Weg nicht einmal einsehen sollten. Die Klimaforscherin Claire Parkinson sagt, dass der Versuch, dem Schaden entgegenzuwirken, den wir angerichtet haben, indem wir Material in die Atmosphäre und die Ozeane geschüttet haben, indem wir mehr Material hineingegossen haben, zu voller potenzieller unbeabsichtigter Konsequenzen ist.
Aber wenn es um Geo-Engineering geht, stößt die Forschung auf die Gefahr, zu riskant zu werden, und einige Wissenschaftler sagen, es sei zu wichtig, um sie zu verzögern.
Auf die Frage, ob Wissenschaftler Vorversuche durchführen sollten, um die Unsicherheiten und Risiken des Geo-Engineerings zu verringern, schwieg Parkinson lange. Sie sagte schließlich: „Wenn ich jetzt darüber abstimmen würde, würde ich nein stimmen.“ Nach Ansicht von Parkinson müssen wir uns auf Technologien konzentrieren, die Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernen oder einfach nur weniger davon verwenden.
Geoengineering-Forschungen könnten auch Mittel aus bekannten Strategien zur Reduzierung von CO2-Emissionen wie Sonnen- und Windenergie ableiten. Selbst das Wissen, dass wir den Planeten mit Aerosolen kühlen könnten, würde den Anreiz zur Dekarbonisierung aufheben. Die meisten Geotechnik-Befürworter sind sich jedoch einig, dass wir auch mit einer großflächigen stratosphärischen Aerosolinjektion noch Kohlenstoff in der Atmosphäre reduzieren müssen. Wenn wir das nicht tun, müssen wir immer mehr Aerosole nach oben pumpen - buchstäblich für immer. Das Verdunkeln der Sonne kann zwar zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen, ändert jedoch nichts an den anderen schädlichen Auswirkungen von Kohlendioxid wie der Versauerung des Ozeans, die weltweit Korallen, Schalentiere und Plankton tötet.
Solar Geoengineering ist "eine potenzielle Ergänzung, aber es birgt sein eigenes Risiko", sagt Burns. "Es ist wie ein Schmerzmittel. Wenn Sie eine Magenoperation benötigen und Schmerzmittel einnehmen, heißt das nicht, dass Sie keine Magenoperation mehr benötigen." Derzeit ähnelt Solar Geoengineering jedoch weniger Aspirin als vielmehr einem ungetesteten, nicht regulierten Supplement, das Sie auf der Straße erhalten haben. Es könnte unsere Klimaschmerzen lindern - oder es noch viel schlimmer machen. Wir wissen es einfach nicht.
In der Zwischenzeit bewegen sich Experimente wie SCoPeX langsam, aber unaufhaltsam in Richtung eines wahrscheinlichen Starts in den nächsten ein oder zwei Jahren. Währenddessen erwärmt sich die Erde weiter.
"Ich denke, wir werden wahrscheinlich an einen Ort gelangen, an dem die Folgen eines Verzichts auf Geoengineering so schlimm sind", sagt MacMartin.
