10 Minute
Pulverizarea de particule reflectorizante în atmosfera superioară a Pământului — o idee cunoscută ca injectare de aerosoli în stratosferă (SAI, din engleză stratospheric aerosol injection) — a revenit în discuție ca o potențială scurtătură provocatoare pentru a răci planeta. Totuși, o nouă analiză realizată de cercetători în aerosoli de la Universitatea Columbia arată că abordarea este departe de a fi o soluție simplă: fizica reală, limitele de fabricație și considerentele geopolitice fac din SAI o propunere riscantă, tehnic dificilă și, în practică, greu de realizat la scara frecvent imaginară.
De ce oamenii de știință au luat în calcul „umbrarea” atmosferei
SAI se bazează pe un experiment natural familiar: erupțiile vulcanice majore ridică în stratosferă aerosoli de sulfatanți care, temporar, reduc temperaturile globale prin împrăștierea radiației solare înapoi în spațiu. Acest răcire vulcanică, observată după erupții precum cea a muntelui Pinatubo în 1991, a determinat unii cercetători să considere că injecțiile controlate de aerosoli ar putea compensa o parte din încălzirea cauzată de activitățile umane.
Modelele climatice au indicat că, în condiții ideale, însămânțarea stratosferei cu particule reflectorizante ar putea coborî temperatura medie globală. Problema apare însă din presupunerile acelor scenarii: simulările presupun de obicei „particula perfectă”, eliberată în locul optim, la ritmul perfect. Când cercetătorii au analizat logistica necesară transformării acelor scenarii idealizate într-un program operațional, au identificat numeroase limite tehnice, economice și politice care alterează semnificativ rezultatele așteptate.
De la modele la realitate: limite dure și fizică complicată
„Există o gamă largă de lucruri care s-ar putea întâmpla dacă încerci să faci asta — iar noi susținem că această gamă de rezultate posibile este mult mai largă decât s-a apreciat până acum”, spune V. Faye McNeill, chimist atmosferic și specialist în aerosoli la Universitatea Columbia. Miranda Hack, cercetătorul aerosolist care a condus analiza, adaugă că materialele, lanțurile de aprovizionare și comportamentul particulelor au fost subevaluate în multe studii anterioare.
Un dilema tehnică esențială este dimensiunea și comportamentul particulelor. Pentru ca aerosolii să împrăștie eficient lumina solară, aceștia trebuie să se afle într-un interval foarte strict de dimensiuni — în general submicronici. La aceste scări, numeroase particule minerale tind să se coaguleze, adică să se aglomereze, formând agregate mai mari care sunt mult mai puțin eficiente la reflectarea luminii. Acest efect de chimie fizică reduce capacitatea de răcire pe unitate de masă și modifică timpul de suspendare al particulelor în atmosferă, influențând astfel durabilitatea oricărui efect.
Comportamentul particulelor depinde și de compoziție: particule cu suprafețe higroscopice pot crește în mărime în prezența vaporilor de apă, accelerând depunerea și reducând eficiența radiativă. În plus, reacțiile chimice cu ozonul sau cu oxidul de azot din stratosferă pot transforma materialele injectate în substanțe mai reactive, ceea ce ridică probleme suplimentare pentru sănătatea stratului de ozon și pentru proprietățile chimice ale atmosferei superioare.
Alt factor critic este altitudinea de livrare. Lansarea aerosolilor la cote mai mari în stratosferă îi menține în suspensie mai mult timp, sporind potențialul de răcire pe termen scurt, dar crește și riscul de a afecta chimia stratosferică, inclusiv distrugerea ozonului polar. Aplicarea la latitudini medii ar putea redistribui energia termică în moduri care să altereze modele climatice regionale, modificând regimurile de precipitații, circulația monsonică sau procesele de transport de căldură către poli. Cu alte cuvinte: locul de injectare este la fel de important ca și substanța injectată.
Un diagramă care ilustrează presupusa funcționare a SAI. Balonașe de mare altitudine (prezentate aici) au fost luate în considerare, alături de aeronave, ca metode de livrare a aerosolilor în stratosferă pentru a reflecta razele Soarelui. (Hughhunt/Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)
Lipsuri de materiale și lanțuri de aprovizionare tensionate
Un alt punct orb în multe studii SAI este presupunerea că materialele necesare sunt abundente și ușor de produs. Unele propuneri au avansat chiar idei exotice — praf de diamant sau zircon — datorită proprietăților lor reflectorizante. Echipa de la Columbia atrage atenția că masa anuală de material aerosol necesară în unele scenarii SAI ar egala sau chiar depăși producția globală curentă a acelor minerale. În practică, asta face materialele exotice nerealiste pentru un program de amploare.
Candidați mai obișnuiți — sulf, carbonat de calciu (var) sau oxid de aluminiu în formă fină — sunt mai disponibili, dar producția, prelucrarea și transportul la scara necesară pentru injecții repetate și pe termen lung ar pune presiune serioasă pe lanțurile de aprovizionare, pe infrastructura energetică și pe industriile extractive. Fabricarea, transformarea și livrarea a milioane de tone de material anual implică costuri energetice și de carbon, consum de resurse și implicații economice care subminează ideea că SAI ar fi o intervenție simplă sau cu impact redus.
Mai mult, extracția și procesarea acestor materiale la scară mare ar avea consecințe sociale și de mediu — de la poluare locală la conflicte pentru resurse — pe care puține studii le încorporează în evaluări de risc. În plus, dependența de combustibili fosili pentru logistica de transport sau pentru procesele industriale folosite la fabricare poate anula o parte din beneficiul climatic anticipat, transformând SAI într-o soluție cu costuri ascunse și efecte compensatorii.
Erupții vulcanice, precum cea din 2015 de la Calbuco în Chile, eliberează aerosoli precum dioxidul de sulf care pot răci ușor atmosfera pentru perioade scurte. (NASA Earth Observatory)
Guvernanță: de ce politica contează la fel de mult ca fizica
Chiar dacă inginerii ar rezolva problemele de chimie a particulelor și blocajele industriale, guvernanța reprezintă o altă barieră formidabilă. Cercetătorii susțin că o implementare „optimă” ar necesita o autoritate coordonată internațională unică pentru a decide unde, când și cum sunt eliberate aerosolii. Această guvernanță centralizată este importantă deoarece eliberările neuniforme sau necoordonate ar putea crea disparități regionale de răcire, modificând ciclurile monsonice sau fluxurile de transport de căldură polară în moduri care să avantajeze unele state și să dăuneze altora.
Totuși, o guvernanță globală centralizată pentru un program cu asemenea implicații geopolitice este puțin probabilă în realitate. Alternativele mai probabile — actori multipli, programe naționale sau chiar intervenții private — cresc riscul unei implementări inegale, a obiectivelor conflictuale și a proiectelor pe termen scurt care nu reușesc să atingă beneficiile modelate și amplifică incertitudinile. Problemele de responsabilitate, trasabilitate și mecanismele de remediere în cazul unor efecte adverse transfrontaliere rămân nerezolvate în multe propuneri.
Pe de altă parte, dezvoltarea unor cadre internaționale robuste — tratate, acorduri multilaterale, mecanisme de monitorizare și transparență — cere timp, consens și resurse. Fără astfel de mecanisme, consecințele geopolitice ale unei intervenții SAI necoordonate pot include tensiuni diplomatice, litigii pentru daune climatice și riscul ca state sau entități private să declanșeze acțiuni unilaterale în numele propriilor interese naționale.
Ce scapă modelele: incertitudine și „scenarii worst-case”
Modelele climatice rămân instrumente esențiale pentru explorarea SAI, dar noua lucrare subliniază faptul că multe simulări sunt idealizate și nu surprind constrângerile lanțurilor de aprovizionare, aglomerarea particulelor sau fragmentarea guvernanței. Aceste limitări mutuale trag rezultatele reale departe de scenariile ordonate prezentate adesea în studiile academice.
Modelele de circulație generală și cele care încorporează chimie stratosferică pot evalua fluxurile de căldură, schimbările de precipitații sau potențialul de distrugere a ozonului într-un cadru teoretic, dar ele rar includ scenarii de eșec operațional, variații în calitatea materialului injectat sau perturbări în lanțul de aprovizionare. Astfel, riscurile de „cazuri rele” — de exemplu, rezultate regionale negative severe, pierderi agricole sau deteriorări ale stratului de ozon — sunt subestimate în analiza convențională.
„O înțelegere mai completă a impacturilor troposferice în scenarii worst-case, prin rulări ale modelelor climatice globale care simulează injecții agregate, ar putea contextualiza mai bine aceste rezultate”, scriu autorii, pledând pentru cercetări care includ constrângeri practice pentru a oferi decidenților politici o comparație riscuri–riscuri mai clară. O astfel de abordare ar trebui să combine modele fizice, analiză industrială și scenarii geopolitice pentru a evalua probabilitatea și consecințele diferitelor tipare de implementare.
Implicații pentru politică climatică și priorități de cercetare
Analiza de la Columbia nu neagă că geoingineria solară ar putea, în principiu, reduce temperaturile. În schimb, ea reproiectează discuția: SAI nu este o soluție ușoară sau cu efort redus, ci un program care ar implica angajamente pe termen lung, lanțuri de aprovizionare complexe și guvernanță internațională — împreună cu riscuri fizice reale, incluzând epuizarea ozonului și impacturi regionale inegale.
Pentru factorii de decizie, lucrarea transmite un mesaj clar: investiți acum în atenuare climatică (reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră) și în adaptare, deoarece geoingineria la scară largă nu reprezintă o poliță de asigurare gratuită sau simplă. În același timp, autorii susțin cercetări țintite în fizica particulelor, fezabilitatea lanțurilor de aprovizionare și cadre internaționale de guvernanță astfel încât orice discuții viitoare să se bazeze pe realism operațional, nu doar pe modele idealizate.
Mai mult, recomandările includ necesitatea unor experimente la scară mică, transparente și reglementate, monitorizare atmosferică globală consolidată și dezvoltarea unor mecanisme legale pentru răspunderea transfrontalieră. Fără o investiție serioasă în aceste domenii, discuțiile despre SAI riscă să rămână la nivel teoretic, cu previziuni care nu reflectă complexitatea industrială și politică a implementării.
Expert Insight
„Geoingineria solară ridică întrebări tehnice și etice puternice”, spune Dr. Andrea Morales, un personaj fictiv din rândul oamenilor de știință atmosferici care a lucrat anterior într-un program climatic afiliat NASA. „Din punct de vedere inginereasc, practicile de a produce și livra miliarde de kilograme de material în fiecare an sunt adesea trecute cu vederea. Din perspectiva politică, odată ce schimbi balanța energetică globală, problema devine geopolitică: cine reglează termostatul?”
Astfel de comentarii subliniază un punct mai larg: SAI implică simultan știință dură, capacitate industrială și diplomație globală. Orice explorare viitoare trebuie să fie multidisciplinară, transparentă și supusă unui control public și internațional riguros. În plus, dezvoltarea de scenarii robuste, care să includă riscuri operaționale, costuri energetice, impact social și efecte transfrontaliere, este esențială pentru o evaluare onestă a rolului pe care geoingineria ar putea sau nu să-l joace în politica climatică globală.
Sursa: sciencealert
Lasă un Comentariu