Geoengineering. Bildet viser Mount Pinatubos utbrudd i 1991.
Mount Pinatubo hadde utbrudd i 1991. Det senken temperaturen på kloden. Kan vi gjøre noe lignende på kunstig måte? Foto: Dave Harlow, United States Geological Survey, Wikimedia Commons, Public Domain

Bør vi blokkere sola for klimaets skyld?

Det høres ut som en dårlig science fiction-film: Å blokkere lyset fra sola for å bremse den globale oppvarmingen. Men forskere undersøker muligheten, sånn at vi er klare om vi trenger den.

Den siste rapporten fra Det internasjonale klimapanelet (IPCC) ble sluppet i august. Den gjorde det klart at vi mennesker må handle med det samme om vi skal bremse den globale oppvarmingen.

Geoengineering. Illustrasjonen viser tre hovedtyper. Faktaboksen utdyper det.

Tre hovedtyper av geoengineering. Illustrasjon: US National Academy of Science

Et håp ligger i de internasjonale klimaforhandlingene som holdes i Glasgow i november, og at disse kan gi sterke nok begrensninger i utslippene av klimagasser til at det gjør en forskjell. Men for sikkerhets skyld vil en internasjonal forskergruppe studere en teknologi som kalles «solar geoengineering», for å se om den kan brukes som en siste utvei.

Gruppen inkluderer NTNUs seniorforsker Helene Muri ved Program for industriell økologi.

Flere muligheter for å sperre sola ute

Solar geoengineering er ulike teknologier som brukes for å blokkere sollyset og kjøle ned jordkloden. Her finnes det tre hovedalternativer. Ingen av dem har den rette teknologien klar. Men gruppen studerer dem for å se om de kan blokkere ut sollyset og senke temperaturen nær bakken. (Se faktaboksen.)

Hva er solar geoengineering?

Forskere studerer flere mulige fremgangsmåter for å kjøle ned planeten. Disse tre metodene ble fremhevet som verdt å se nærmere på i en rapport i mars fra US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine.

De tre metodene ser enten på å redusere mengden av sollys som når jorda, eller på å redusere varmemengden som fanges av atmosfæren.

Injeksjon av aerosoler i stratosfæren

Denne teknikken krever at vi injiserer aerosolpartikler, som sulfater eller gasser som svoveldioksid til stratosfæren, et luftlag 10-50 kilometer over jordoverflaten. De fleste studiene ser på muligheten for å plassere aerosoler rundt 20 kilometer over jorda, hvor partiklene sprer seg og reflekterer solstrålene for å kjøle ned planeten. Denne teknikken imiterer det som skjer ved store vulkanutbrudd. Da Mount Pinatubo hadde utbrudd i 1991, spydde den 15-20 millioner tonn svoveldioksid ut i atmosfæren, noe som kjølte ned kloden med rundt 0,4 grader i to år. Men for tida finnes det ikke fly som kan fly ut i stratosfæren og gjøre dette.

Uttynning av cirrusskyer

Denne teknikken går ut på å spraye cirrusskyer, også kalt fjærskyer, med kjemikalier rundt 6-13 kilometer over jordoverflaten, for å tynne dem ut eller fjerne dem. Disse skyene fanger varme, så det å redusere eller fjerne dem kjøler ned planeten ved at mer varme unnslipper atmosfæren. Utfordringen rundt denne teknikken er at cirrusskyer befinner seg i den delen av atmosfæren der flyene normalt flyr, noe som kan gjøre det vanskelig å bruke metoden.

Å endre skyer over havene

Denne metoden går ut på å tilføre partikler til skyere i lavere luftlag over havene for å gjøre dem tykkere og dermed reflektere med sollys. Dette kan kjøle ned jorda, med mindre det har sideeffekter for andre skyer. Dette etterligner det som skjer under bestemte forhold når skip forurenser atmosfæren. Effekten varer bare noen få dager. Havsalt kan sprayes opp fra havene for å påvirke skyene.

Muri har brukt det siste tiåret på å undersøke hvordan solar geoengineering virker, eller ikke virker. For en stund siden publiserte hun og kolleger i USA, Kina og Storbritannia en artikkel i Nature Food.

I den bruker de datamodeller som anslår de potensielle effektene av solar geoengineering for landbruket i en verden med høye klimautslipp.

Andre resultater enn før

Funnene deres førte til internasjonal pressedekning fordi de fant at solar geoengineering kan ha en positiv effekt på avlingene under sånne vilkår, på grunn av endringer i luftfuktigheten.

Andre studier som har brukt enklere modeller, har enten funnet en begrenset effekt eller nedgang i avlinger som trenger regn. Dette fordi lavere temperaturer som følge av solar engineering kan gi mindre nedbør, avhengig av hvordan teknologien brukes for å kjøle ned jorda.

Enhver diskusjon rundt solar geoengineering må ta inn over seg at det langt fra en noen perfekt løsning.

Nå som verden forbereder seg på å diskutere begrensinger i CO2-utslippene under klimamøtet i november, er det verdt å se på tiltak som forskere som Muri undersøker, og vurdere mulige risikoer og fallgruver.

Geoengineering. Bildet viser koraller.

For mye CO2 gjør havet surere. Et surere hav gjør det vanskeligere for korallene å bygge skjelettene sine. Foto: Shutterstock, NTB

Plaster eller fatle?

– Enhver diskusjon rundt solar geoengineering må ta inn over seg at det langt fra en noen perfekt løsning, sier Muri.

– Uansett hvor bra vi gjør det, vil det aldri noen gang oppveie effektene av klimaendringene.

Problemet er at solar geoengineering kanskje kjøler ned jorda, men den kvitter seg ikke med overskuddet av karbondioksid og andre substanser som fanger varme i atmosfæren. Og CO2 gjør mer enn å bare varme opp kloden.

CO2 gir økt næring til planter, som kan være bra, men fordi mye av det oppløses i havvann, gjør det havene surere.

– Det vil alltid finnes forhold du ikke kan fikse med solar geoengineering, spesielt forsuringen av havene, sier Muri.

– Et surere hav påvirker alt i næringskjedene i havet, inkludert at korallrevene dør, noe som er fryktelig for hele økosystemet. Det finnes ingen enkeltløsning som kan reparere alt.

Muri sier at enhver diskusjon rundt temaet også tar det for gitt at vi tar hånd om CO2-utslippene samtidig som vi tar i bruk solar geoengineering.

Dette er selv i beste fall ingen løsning på den globale oppvarmingen.

Alan Robock, en klimaforsker ved Rutgers University i USA, leder et internasjonalt samarbeidsprosjekt kalt GeoMIP som Muri er del av. Han er enig med henne:

– Dette er selv i beste fall ingen løsning på den globale oppvarmingen. Om vi noen gang skulle bruke den som et plaster eller et fatle, gjør det ingenting med selve rota av problemet, sier Robock.

Geoengineering. Bildet viser mygg, som vi kan få en oppblomstring av.

Om det blir varmere, kan vi få flere sykdomsspredende mygg. Er det verdt risikoen vi tar med å kjøle ned planeten? Foto: Shutterstock, NTB

Kan være nyttig mens verden slutter med fossile brennstoff

Muri sier det fremdeles er mye vi ikke vet om solar geoengineering. Dette er delvis fordi mye av klimaforskningen konsentrerer seg om andre temaer.

– For å sette dette inn i en sammenheng, har det årlig kommet rundt 100 til 130 vitenskapelige artikler i året om solar geoengineering de siste fem til ti årene. Samtidig har det årlig kommet rundt 30.000 artikler om klimaendringer i løpet av den perioden. Det viktige er at det er stor ulikhet. Bare en liten del av innsatsen og finansieringen går til å forske på solar geoengineering, sier Muri.

Uansett må vi studere solar geoengineering for å se om det kan være nyttig som et midlertidig tiltak.

Samtidig har US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine publisert en omfattende rapport om solar geoengineering. Den sier at siden det haster sånn med å gjøre noe med klimaendringene, bør USA etablere et forskningsprogram for solar geoengineering, koordinert med andre nasjoner. Dette sammen med flere tiltak for å motvirke og tilpasse oss klimaendringer. Rapporten anbefaler at USA bidrar med 100-200 millioner dollar over de kommende fem årene.

Muri sier at klimaforskernes hovedfokus må være på klimaendringene selv, fordi samfunnet må vite effektene av dem, og hvordan vi kan tilpasse oss og motvirke dem. Men uansett må vi studere solar geoengineering for å se om det kan være nyttig som et midlertidig tiltak mens verden går vekk fra fossile brennstoff.

Kan kanskje bremse for en stund

– Spørsmålet er om det kan bidra til å redusere skadene fra klimaendringene i en bestemt periode mens vi prøver å fikse både utslippene av CO2 og konsentrasjonene av CO2 i klimasystemet, sier hun.

– Ingen ser på dette som den eneste løsningen, men det er ennå uklart om det kan hjelpe til eller ikke. For øyeblikket er det for mye som er ukjent og for mange usikkerhetsmomenter til at vi kan si om dette er en god eller dårlig idé.

Om jeg finner en trussel mot samfunnet, er det min plikt å advare folk.

Robock er enig. Gruppen hans ved Robock University forsker på risikoene ved solar geoengineering – vurdert opp mot risikoen ved ikke å ta det i bruk. Det er den informasjonen myndighetene trenger i fremtiden for å avgjøre om de skal ta det i bruk, sier han.

– Jeg bruker flere millioner dollar av folks skattepenger på å forske, og om jeg finner en trussel mot samfunnet, er det min plikt å advare folk mot det.

Kjøligere planet, men kan endre monsuner

Robocks forskningsgruppe ser på fordelene og ulempene ved å bruke stratosfærisk aerosol, finfordelt støv, for å kjøle ned planeten, noe som imiterer et vulkanutbrudd.

– Fordel nummer en, om du kan gjøre det, er at du ville redusere den globale oppvarmingen og mye av risikoen ved den, sier Robock.

– Vi vet at om du kan få aerosolene opp ditt, vil det virke, fordi det ikke involverer å skape eller påvirke skyene i troposfæren. Det bare danner et skjold som reflekterer sollys.

Forskere vet at store vulkanutbrudd, som det fra Mount Pinatubo i 1991, kjøler ned kloden. Men disse naturlige eksperimentene rundt solar geoengineering har også gitt dem muligheten for å observere andre fallgruver, sier Robock.

– Vi vet at det var andre sider ved dette som ikke var så bra. Utbruddet ødela ozon, sier han. – Og du får faktisk mindre monsunregn. Det så vi etter Mount Pinatubo.

– Vulkanutbrudd kjøler dessuten ned jorda i bare et år eller to, fordi aerosolene oppløser seg etter hvert. Men om vi tilfører aerosoler ved å bruke solar geoengineering, kan vi endre monsunregnet for en mye lengre periode, noe som kan gi en sultkatastrofe, sier Robock.

Noen modeller viser rett nok at solar geoengineering kan ha en mindre påvirkning på monsunregnet enn den globale oppvarmingen har, men uansett viser dette hvor vanskelig det er å forutsi noe rundt dette.

Mye usikkerhet

– I tillegg kommer usikkerheten rundt sykdommer som insekter bærer med seg, for eksempel malaria, påpeker Muri. Hvordan påvirker solar geoengineering myggpopulasjonene og den potensielle spredningen av malaria?

Og hva om vi mislykkes i å kutte utslippene av CO2 og redusere den globale oppvarmingen, og dette fører til ødeleggende hetebølger der tusenvis av mennesker dør. Er det nok til å oppveie andre negative sider?

Det største spørsmålet er hvem som skal bestemme hvilken temperatur som er den rette for planeten.

– Fremdeles er det mange områder vi ikke vet nok om, sier hun.

Hvem bestemmer rett temperatur?

Til sist er det områder som er langt utenfor forskningsfeltet til klimaforskere som undersøker de fysiske virkningene av klimaendringer, og som de derfor ikke kan si noe sikkert om.

Det største spørsmålet er hvem som skal bestemme hvilken temperatur som er den rette for planeten.

– De politiske diskusjonene rundt solar geoengineering er skremmende om du ser på hvor vanskelig det allerede er for de ulike nasjonene å bli enige om å begrense CO2-utslippene, sier Muri.

– Hvordan skal politikere og styrende makter forholde seg til solar geoengineering? Det må utarbeides regler. Hvem bestemmer rett temperatur og hvordan skal de gå frem for å bli enig om noe sånt?

Ben Kravitz, førsteamanuensis ved Indiana University’s Earth and Atmospheric Sciences Department oppsummerer det slik i en tilleggsartikkel til artikkelen fra Muri og kollegene hennes:

– Landbruket er en viktig brikke for å forstå følgene av klima-engineering. For å få et bedre bilde av følgene av klima-engineering må vi se på flere følger i tillegg til matvareforsyningen. Dette inkluderer vannsikkerhet, geopolitikk og miljørettferdighet. Det er viktig å finne ut om klima-engineering til sist er mer eller mindre risikabelt enn klimaendringene, og for hvem.

Referanser:

Fan, Yuanchao; Tjiputra, Jerry; Muri, Helene; Lombardozzi, Danica; Park, Chang-Eui; Wu, Shengjun; Keith, David. (2021) Solar geoengineering can alleviate climate change pressures on crop yields. Nature Food. vol. 2. 

Toni Feder,»Should solar geoengineering be part of how humanity counters climate change?«, Physics Today 74, 22-26 (2021) 

Lawrence, Mark G.; Schãfer, Stefan; Muri, Helene; Scott, Vivian; Oschlies, Andreas; Vaughan, Naomi E.; Boucher, Olivier; Schmidt, Hauke; Haywood, Jim M.; Scheffran, Jürgen. (2018) Evaluating climate geoengineering proposals in the context of the Paris Agreement temperature goals. Nature Communications.  vol. 9.

Irvine, Peter J.; Kravitz, Ben; Lawrence, Mark G.; Muri, Helene. (2016) An overview of the Earth system science of solar geoengineering. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change (WIRESs).  vol. 7 (6).