La ricerca sulla geoingegneria sta andando all'aperto?
La ricerca sulla geoingegneria si è finora limitata alla modellazione e agli studi di laboratorio. La ricerca seria al di fuori di questi limiti è stata un tabù a causa dei gravi rischi che potrebbe comportare per gli ecosistemi e la società. Tuttavia, due recenti pubblicazioni stanno rompendo il ghiaccio e portando la discussione sugli esperimenti sul campo alla ribalta della comunità scientifica.
La scienza del clima sta dando un chiaro segnale: è necessario agire per fermare il riscaldamento globale. L'aumento delle emissioni di gas a effetto serra ci sta portando verso un clima con conseguenze negative per la società nella maggior parte del mondo, ad esempio con un aumento delle condizioni meteorologiche estreme. Il fatto che non si sia ancora giunti a un accordo vincolante sulla riduzione dei gas serra sta spingendo parte della comunità scientifica verso la ricerca di soluzioni tecnologiche al problema del clima - la geoingegneria.
La geoingegneria mira a trattare i "sintomi" del cambiamento climatico - in particolare l'aumento della temperatura - alterando il bilancio radiativo della Terra. I metodi proposti variano notevolmente in termini di caratteristiche tecnologiche e possibili conseguenze. In questo post ci concentriamo sul metodo di geoingegneria solare più conosciuto: il metodo del "vulcano artificiale" o degli aerosol stratosferici. Gli scienziati propongono di iniettare piccole particelle di solfato riflettenti (aerosol) nella stratosfera a 15-20 km di altitudine. Le piccole particelle riducono la quantità di radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre, raffreddando così l'atmosfera inferiore. Questo effetto è stato osservato dopo grandi eruzioni vulcaniche (da qui il nome di "vulcano artificiale"), più recentemente dopo l'eruzione del 1991 del Monte Pinatubo, quando la temperatura media globale è diminuita di quasi 0,5°C nell'anno successivo all'eruzione. A differenza dei vulcani, i geoingegneri inietterebbero continuamente gli aerosol finché i livelli di gas serra non scendono al di sotto di un livello ritenuto sicuro. Finora, tutti gli studi sulla geoingegneria solare si sono limitati a modelli al computer [1].
Esperimenti sul campo
Un gruppo di scienziati atmosferici ha recentemente proposto nove esperimenti sul campo per testare i metodi di geoingegneria solare [2]. Gli scienziati hanno suddiviso le idee in quelle che mirano a comprendere l'efficacia e i rischi della geoingegneria e in quelle che mirano a sviluppare le tecnologie necessarie per il dispiegamento della geoingegneria. Inoltre, gli scienziati hanno fatto una chiara distinzione tra gli esperimenti che cercano di comprendere i processi atmosferici su piccola scala, come le reazioni chimiche sulla superficie delle particelle iniettate artificialmente, e quelli che mirano a risposte climatiche su larga scala, ad esempio una diminuzione della temperatura media globale. L'impatto degli esperimenti su larga scala non può essere semplicemente estrapolato da quelli su piccola scala. Tuttavia, gli esperimenti su larga scala verrebbero eseguiti solo nei casi in cui numerosi test precedenti su piccola scala si siano dimostrati efficaci con rischi ambientali trascurabili, il che potrebbe essere troppo tardi per evitare alcune delle conseguenze negative del riscaldamento globale.
Tra gli esperimenti proposti, un piccolo test sul campo chiamato esperimento di perturbazione stratosferica controllata (SCoPEx) è nella fase di pianificazione più avanzata [3]. Un gruppo di ricerca di Harvard ha progettato l'esperimento per quantificare meglio un effetto collaterale delle iniezioni di zolfo stratosferico: la riduzione dell'ozono. Una diminuzione dei livelli di ozono stratosferico può aumentare il rischio di cancro alla pelle, il che potrebbe essere ancora più dirompente per la società rispetto al riscaldamento del pianeta provocato dai gas serra. Un'improvvisa diminuzione delle concentrazioni di ozono durante lo SCoPEx probabilmente farebbe tramontare l'idea della geoingegneria stratosferica a base di zolfo. Come illustrato nella figura, l'esperimento è costituito da un pallone aerostatico con un modulo che trasporta un generatore di aerosol, strumenti di osservazione e un motore. Il modulo inietta e monitora il pennacchio di aerosol. Si prevede che l'esperimento emetta meno zolfo e acqua di un volo intercontinentale tra Europa e Stati Uniti. I ricercatori stimano che il costo totale dell'esperimento sul campo sia di circa 10 milioni di dollari.
Perché i test sul campo sono così controversi?
Lo SCoPEx e altri esperimenti su piccola scala attualmente proposti molto probabilmente non comportano rischi significativi per l'ambiente e la società. A differenza della geoingegneria completa con iniezioni su larga scala, che durano decenni, questi esperimenti non modificherebbero il bilancio energetico del pianeta. Tuttavia, rimangono altri problemi legati alla proposta di ricerca sulla geoingegneria all'aperto:
- I primi esperimenti sul campo potrebbero dare impulso a una rapida diffusione e commercializzazione della ricerca sulla geoingegneria. Possiamo immaginare una grande azienda multinazionale che si occupa di ricerca sulla geoingegneria e i possibili interessi economici che ne deriverebbero?
- L'aumento della ricerca sulla geoingegneria potrebbe scoraggiare gli sforzi di mitigazione. Perché dovremmo mitigare le emissioni di carbonio se abbiamo un piano B che può contrastare parzialmente il riscaldamento globale?
- Chi/quale ente sarebbe autorizzato a monitorare i test all'aperto? Chi può definire il limite tra un esperimento su piccola scala e il dispiegamento completo? E, infine, chi controllerebbe il termostato globale in caso di completa diffusione?
Perché preoccuparsi della geoingegneria?
La ricerca sulla geoingegneria condotta da Curiosity fornisce le informazioni di cui la società e i responsabili politici hanno bisogno per scegliere la strategia migliore per affrontare i cambiamenti climatici [4]. Gli studi di modellazione sulla geoingegneria contribuiscono a una migliore comprensione della stratosfera e a una rappresentazione più accurata dei processi di aerosol e delle loro interazioni con il clima, ad esempio l'impatto dei vulcani sulla temperatura globale, le precipitazioni, i raccolti, ecc. Ciò si traduce in proiezioni modellistiche più robuste del clima futuro.
Riteniamo che i test di geoingegneria debbano essere limitati ai modelli computerizzati o ai laboratori finché non avremo sviluppato una buona comprensione di tutti i processi naturali e dei rischi associati. Esperimenti su piccola scala basati sui processi potrebbero rivelarsi utili - tuttavia, suggeriamo di fare un passo indietro e di concentrarsi su questioni aperte riguardanti i processi atmosferici naturali, come la microfisica dell'aerosol stratosferico.
Questo blog è stato scritto dallo studente di dottorato Bla? Gasparini e dalla professoressa Ulrike Lohmann.
Ulteriori informazioni
[1]L'argomento è già stato trattato in modo più approfondito in precedenti articoli del blog (in tedesco):Geoingegneria - Un gioco pericoloso con gli aerosol? e La geoingegneria può risolvere il problema del clima?
[2] Keith et al, 2014: Field experiments on solar geoengineering: report of a workshop exploring a representative research portfolio, Phil. Trans. Roy. Soc., doi: pagina esterna10.1098/rsta.2014.0175
[3] Dykema et al, 2014: Stratospheric controlled perturbation experiment: a small-scale experiment to improve understanding of the risks of solar geoengineering, Phil. Trans. Roy. Soc., doi: pagina esterna10.1098/rsta.2014.0059
[4] vedi anche Robock, A. 2012: Is geoengineering research ethical? (pagina esternaPdf)
