Badan bukti yang semakin meningkat menyoroti hakikat bahawa iklim berubah, dan aktiviti manusia adalah punca utama. Penilaian Iklim Kebangsaan baru-baru ini, yang disusun oleh lebih daripada 300 saintis dan berasaskan penyelidikan selama beberapa dekad, mendapati bahawa AS telah menghangat hampir 2 darjah Fahrenheit (1.1 darjah Celsius) sejak tahun 1900, snowpack telah berkurang, dan enam belas paling panas tujuh belas tahun yang telah direkodkan sejak tahun 2000.
Dunia adalah pemanasan, dan kita bertanggungjawab. Sekarang, sesetengah ahli sains mula tertanya-tanya jika kekuatan global yang sama bahawa manusia secara tidak sengaja memanfaatkan perubahan iklim boleh digunakan untuk mengurangkan kos luar biasa yang bahkan menyebabkan beberapa tahap pemanasan. Mereka menyokong idea bahawa kita perlu sengaja membuat perubahan besar-besaran ke planet ini selain secara drastik memotong jejak karbon global kita. Perubahan-perubahan berskala besar itu-kimia menangkap karbon dari udara, memacu pertumbuhan plankton makan karbon, atau mencipta kabut yang mencerminkan di atmosfera atas untuk menggambarkan cahaya matahari-secara kolektif dikenali sebagai geoengineering.
Walaupun banyak saintis percaya bahawa geoengineering Bumi mungkin suatu hari diperlukan untuk memelihara kehidupan seperti yang kita tahu, orang ramai, setakat ini, tidak membelinya. Akibatnya, penyelidikan awal untuk mengetahui sama ada projek geoengineering akan berfungsi terus dengan berhati-hati.
Satu kaedah yang mungkin untuk menyejukkan planet akan melibatkan melepaskan aerosol ke stratosfera untuk menggambarkan cahaya matahari. Sekumpulan penyelidik Harvard ingin menyelidiki konsep ini dengan mengkaji sejumlah kecil kalsium karbonat menggunakan belon ketinggian yang tinggi. (Universiti Harvard) "Saya fikir jika penyelidikan mengenai geoengineering solar akan bergerak ke hadapan, pentingnya ia dilakukan secara bertanggungjawab dan ia dilakukan pada kadar yang ... tidak terlalu mendahului dirinya sendiri, " kata Lizzie Burns, pengurus projek penjanaan geologi solar Harvard program penyelidikan. "Saya fikir penting untuk bersama membangunkan tadbir urus dengan penyelidikan, dan jika itu memerlukan sedikit masa lagi, saya baik-baik saja dengan itu."
Walaupun kita entah bagaimana berhenti memancarkan karbon dioksida pada hari esok, banyak ahli sains berkata ia tidak akan mencukupi. Lautan kita pada masa ini menyerap beberapa haba yang berlebihan di planet ini, menyebabkan ketinggian dalam kenaikan suhu udara. Pemanasan yang kita lihat hari ini telah digerakkan oleh keputusan yang dibuat beberapa dekad lalu. Sesetengah saintis mengatakan bahawa kami sudah komited kepada Fahrenheit 1 (5 Celcius) yang meningkat sebanyak 2100, tidak kira apa yang kami lakukan. Memandangkan skala isu, penyokong geoengineering mengatakan bahawa penting untuk melihat teknologi baru.
Idea ini bukan hanya datang dari pinggir. Panel Antara Kerajaan Mengenai Perubahan Iklim, badan PBB yang telah membunyikan penggera yang semakin panik tentang perubahan iklim sejak tahun 1990, mengatakan pada bulan Oktober 2018 bahawa ia kelihatan tidak mungkin (dekat dengan "mustahil") bahawa pemanasan dapat disimpan di bawah 2 derajat Celcius tanpa membangunkan infrastruktur untuk menghilangkan karbon dari atmosfera-sesuatu yang tidak dapat kita buat saat ini.
Jadi saintis melihat cara lain untuk menyejukkan planet ini. Penyelidik telah mencadangkan awan cerah, menjadikan semburan laut lebih mencerminkan, atau bahkan melancarkan cermin raksasa ke angkasa untuk mencerminkan cahaya matahari yang lebih mendalam. Yang paling menjanjikan dan berpatutan daripada kaedah ini adalah suntikan aerosol stratosferik, yang melibatkan memuntahkan zarah-zarah kecil ke atmosfera atas. Zarah-zarah tersebut akan mencerminkan sinar matahari dari Bumi, secara berkesan meredupkan matahari dan, secara teori, menyejukkan planet ini.
Banyak kajian menggunakan model komputer telah menunjukkan bahawa kaedah ini, secara teori, berfungsi. Kajian terkini seperti yang diterbitkan hari ini dalam Perubahan Iklim Alam, menggunakan model canggih yang menyerupai hujan lebat dan ribut taufan, dan mendapati bahawa mencerminkan sinar matahari dengan aerosol dapat menyejukkan seluruh dunia dengan kesan tambahan yang minimum.
Walaupun percubaan suntikan aerosol stratosferik belum dijalankan, saintis mempunyai idea tentang apa yang berlaku apabila zarah-zarah kecil dipancarkan ke atmosfera atas terima kasih kepada letusan gunung berapi. Apabila Mt. Pinatubo di Filipina meletus pada tahun 1991, kira-kira 20 juta tan sulfur dioksida yang melambung 20 batu sehingga menyejukkan suhu global sebanyak 0.6 darjah Celsius selama 15 bulan.
Lajur letusan dari Mt. Pinatubo dilihat dari Clark Air Base di Filipina, 12 Jun 1991, tiga hari sebelum ia meletup di letusan terestrial kedua terbesar di abad ke-20. (USGS / Richard P. Hoblitt) Di luar letusan Pinatubo, kami mempunyai beberapa titik data yang menunjukkan bagaimana sulfur dalam stratosfera akan mempengaruhi planet ini. Data letusan Pinatubo adalah "sangat berharga" untuk model pengesahan, tetapi "letusan tidak sama dengan pelepasan sulfur dioksida berterusan, " kata Douglas MacMartin, profesor kejuruteraan mekanikal dan aerospace di Cornell University. "Jika Pinatubo telah meletus musim yang berbeza, ia mungkin mempunyai kesan yang berlainan, dan pada masa yang sama, El Nino dan beberapa kesannya sukar diselesaikan. Kami tidak tahu berapa banyak bahan yang dimasukkan ke dalam stratosfera. "
Kita tidak tahu banyak, ternyata. Menurut pendapat MacMartin yang dikarang bersama dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan pada bulan Januari, tidak hanya kita tidak tahu jika suntikan aerosol stratosfera akan berfungsi, kita tidak mempunyai rasa yang baik tentang apa yang boleh menjadi salah. Secara teori, suntikan aerosol ke dalam stratosfera dapat menyejukkan planet ini dengan kos mengganggu corak cuaca bermusim, yang membawa kepada banjir atau kemarau yang meluas. Kita boleh membahayakan bekalan makanan kita, sama ada dengan mengurangkan jumlah cahaya matahari yang mencapai tanaman atau dengan mengurangkan jumlah hujan, atau kedua-duanya. Zarah-zarah tersebut boleh dimakan di lapisan ozon, memperkenalkan semula masalah yang ditangani pada awal 1990-an dengan mengharamkan pengeluaran bahan kimia yang dikenali sebagai chlorofluorocarbons (CFCs).
"Kami tidak cukup mengenainya untuk membuat keputusan yang tepat, " kata MacMartin. Bersama ahli kimianya, Ben Kravitz, seorang saintis atmosfer di Indiana University, MacMartin berhujah bahawa saintis perlu berhenti melakukan penyelidikan "berasaskan minat" - apa yang berlaku jika anda melakukan X? - dan berpindah ke program penyelidikan "berasaskan misi" yang bertujuan untuk mengukuhkan apa yang perlu diketahui saintis untuk "memaklumkan keputusan masyarakat masa depan."
Kajian Harvard bertujuan untuk mengisi beberapa jurang ini. SCoPeX, atau Percubaan Pertahanan Terkawal Stratosferik, direka untuk mengkaji dengan tepat bagaimana aerosol berkelakuan di stratosfera. Pelepasan pertama eksperimen itu akan melancarkan balon 12 batu tinggi di mana ia akan melepaskan zarah-zarah kecil kalsium karbonat-kapur yang tidak berbahaya-kerana ia meletakkan secara mendatar di "kelajuan berjalan" selama kira-kira setengah batu, kata Burns. Belon kemudian akan membuat putaran U dan putter kembali melalui bulu debu kapur untuk mengesan zarah dan mengukur bagaimana ia berubah dari masa ke masa.
Sebelum SCoPeX boleh menjalankan eksperimen kalsium karbonat, bagaimanapun, pasukan Harvard perlu menguji peralatan belon. Mereka merancang untuk melancarkan belon dalam satu percubaan menggunakan air sebagai muatan. Tetapi sebelum SCoPeX boleh melancarkan penerbangan ujian kejuruteraannya, ia perlu mendapatkan kelulusan daripada jawatankuasa penasihat yang akan memantau projek itu dan menarik palam jika perlu-dan jawatankuasa itu masih belum dipilih.
"Jika ia tidak dilabelkan geoengineering, " tidak ada yang peduli, kata MacMartin, yang tidak bergabung dengan SCoPeX. Eksperimen-eksperimen ini juga tidak boleh dianggap "geoengineering" -memuatan mereka terlalu kecil untuk memberi kesan ke atas iklim Bumi. "Tetapi media mengatakan perancangan Harvard untuk menghapuskan matahari."
Burns berhujah bahawa pendekatan yang perlahan, teratur diperlukan. "Matlamat kami bukan untuk memberitahu orang bagaimana berfikir, tetapi untuk melakukan sesuatu dengan cara yang membuat orang merasa yakin [dalam apa yang kita lakukan]." Kos tidak mendapat keyakinan orang ramai dilihat dalam eksperimen geoengineering British yang dikenali sebagai Stratosferik Suntikan Suntikan untuk Kejuruteraan Iklim (SPICE), yang telah ditangguhkan pada tahun 2012 atas kedua-dua kebimbangan konflik kepentingan dan juga protes dari kumpulan alam sekitar.
Malah mereka yang menyokong penyelidikan geoengineering mengatakan bahawa perlu berhati-hati. "Penyelidikan itu tidak perlu menakutkan, tetapi ia menakutkan dari segi apa yang ia maksudkan, " kata MacMartin. "Bahawa kita sebenarnya boleh cuba mengawal keseluruhan iklim adalah idea yang cukup menakutkan dalam beberapa aspek."
Sesetengah saintis berhujah bahawa kita tidak sepatutnya mengintip jalan ini. Ahli sains iklim Claire Parkinson mengatakan bahawa "cuba untuk mengatasi kerosakan yang kami lakukan dengan menuangkan bahan ke atmosfer dan lautan dengan menuangkan lebih banyak barangan ... terlalu penuh dengan akibat yang tidak diingini."
Tetapi apabila ia datang ke geoengineering, penyelidikan jatuh ke dalam tangkapan-22 terlalu berisiko untuk tergesa-gesa, dan beberapa saintis mengatakan, terlalu penting untuk menangguhkan.
Apabila ditanya sama ada saintis perlu menjalankan eksperimen awal untuk mengurangkan ketidakpastian dan risiko geoengineering, Parkinson telah lama diam. Akhirnya dia berkata, "Jika saya mengundi sekarang, saya tidak akan mengundi." Dalam pandangan Parkinson, kita perlu memberi tumpuan kepada teknologi yang mengeluarkan karbon dari atmosfer atau hanya menggunakan kurang daripada itu di tempat pertama.
Penyelidikan Geoengineering juga boleh mengalihkan dana daripada strategi pengurangan karbon yang diketahui seperti tenaga solar dan angin. Bahkan pengetahuan bahawa kita boleh menyejukkan planet ini dengan aerosol, ada yang berpendapat, akan menghapuskan insentif itu untuk decarbonize. Tetapi kebanyakan penyokong geoengineering bersetuju bahawa walaupun dengan suntikan aerosol stratosferik berskala besar, kita masih perlu mengurangkan karbon di atmosfera. Jika kita tidak, kita perlu terus mengepam aerosol lebih banyak di sana-secara literal selama-lamanya. Dan peredaran matahari mungkin dapat membantu melawan perubahan iklim, tetapi ia tidak mengubah apa-apa kesan buruk lain karbon dioksida, seperti pengasaman laut, yang membunuh karang, kerang dan plankton di seluruh dunia.
Geoengineering solar adalah "potensi tambahan, tetapi ia membawa risiko sendiri, " kata Burns. "Ia seperti ubat penahan sakit. Jika anda memerlukan pembedahan perut dan anda mengambil ubat sakit, ia tidak bermakna anda tidak lagi memerlukan pembedahan perut." Tetapi buat masa ini, geoengineering solar kurang seperti Aspirin dan lebih seperti suplemen yang tidak terlatih yang tidak terurus yang anda ambil di jalan. Ia boleh melegakan kesakitan iklim kita-atau menjadikannya lebih teruk. Kami tidak tahu.
Sementara itu, eksperimen seperti SCoPeX terus bergerak, secara perlahan tetapi tidak dapat dielakkan, ke arah pelancaran yang mungkin pada tahun depan atau dua. Selama ini, bumi terus hangat.
"Saya rasa kita mungkin akan sampai ke tempat di mana akibat tidak melakukan geoengineering sangat buruk, " kata MacMartin, "bahawa orang akan mengatakan beberapa geoengineering lebih baik daripada tidak."
