Jugando con las nubes

¿Qué es la geoingeniería y qué tan inevitable es?

El proyecto de pulverización de aerosol estratosférico de Harvard, sobre el cual Nature habló a fines del año pasado, causó un gran revuelo en los medios de comunicación: este es, de hecho, el primer experimento riguroso de una escala significativa (aunque debe admitirse que es relativamente pequeño), diseñado para probar un método de enfriamiento rápido. ¿Es peligroso lo que los científicos van a hacer? ¿Quién puede permitir o prohibir un impacto radical en el clima del planeta? ¿Y hay otros proyectos similares? N+1 hizo estas y otras preguntas a Anastasia Revokatova, un informe reciente del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), especialista en aerosoles estratosféricos del Instituto Mundial de Clima y Ecología de Rosgidromet y la Academia Rusa de Ciencias, y miembro del Centro Hidrometeorológico de la Federación Rusa.

La primera fase del proyecto de Harvard comenzará en la primera mitad de 2019. Consiste en lanzar dos globos a la estratosfera, a una altura de aproximadamente 20 kilómetros, que rociarán carbonato de calcio en la parte suroeste de Estados Unidos. Luego se observará cómo se dispersarán estas partículas.

El método de geoingeniería más conocido y popular es rociar aerosoles (generalmente compuestos de azufre) para crear el llamado "velo estratosférico" que refleja la luz solar y reduce el calentamiento de la atmósfera

Los investigadores eligieron el carbonato de calcio porque, a diferencia del dióxido de azufre, no parece acelerar la destrucción de la capa de ozono, como fue el caso durante la erupción del volcán Pinatubo en 1991. Sin embargo, el carbonato de calcio no se produce naturalmente en la estratosfera; por lo tanto, es difícil predecir cómo se comportará y cuál será el efecto: para esto es que los científicos quieren realizar pruebas.

Todavía es bastante difícil calificar el experimento de Harvard como un intento de geoingeniería en toda regla: la cantidad total que emitan los globos será aproximadamente la misma que expulsa un avión comercial en un minuto de vuelo. Pero este es un paso importante hacia experimentos más grandes que, a su vez, pueden terminar con un impacto direccional a gran escala en el clima de la Tierra.

¿Qué es la geoingeniería?

Estrictamente hablando, una persona influye constantemente en el clima. Desde el momento en que la gente comenzó, por ejemplo, a talar bosques y apacentar el ganado; pero este tipo de actividades generalmente no se llaman geoingeniería. Los proyectos de geoingeniería, por regla general, presuponen algunas soluciones tecnológicas que permiten, por ejemplo, reducir la temperatura del aire o cambiar la cantidad de precipitación a escala global de forma deliberada.


Wikimedia Commons

El método de geoingeniería más conocido y popular es rociar aerosoles (generalmente compuestos de azufre) para crear el llamado "velo estratosférico" que refleja la luz solar y reduce el calentamiento de la atmósfera. Los geoingenieros se inspiraron en las poderosas erupciones volcánicas que podrían reducir la temperatura promedio global en la Tierra en una fracción de un grado o incluso de un grado completo. Edward Teller, un físico estadounidense y el padre de la bomba de hidrógeno, habló con ideas similares para modificar el clima, las cuales incluso fueron calculadas a fines de la década de 1990 y solo costarían unos mil millones de dólares al año para repetir el efecto de la erupción del volcán Pinatubo en 1991.

Otras ideas "atmosféricas" están también conectadas con las nubes: pueden crearse especialmente rociando las mismas partículas pequeñas o, a la inversa, eliminarse (las nubes cirros contribuyen al calentamiento de la atmósfera, pero aún no está claro si pueden ser efectivas ser disipadas de manera segura) o incluso "blanquear" con la ayuda de recipientes automatizados que generan vapor a partir del agua de mar.

También se ha sugerido usar un espejo gigante en la Tierra: un profesor de Harvard sugirió crear muchas pequeñas burbujas de aire en el agua del océano para que la superficie del océano reflejara mejor la luz solar y el agua se calentara menos. El propio autor admite que cubrir todo el Océano Mundial con burbujas probablemente no ocurrirá, pero la idea es interesante. El albedo, es decir, la reflectividad, también se puede cambiar, y de manera bastante simple, por ejemplo, cubriendo los techos de los edificios con pintura blanca.

Si la escala de los proyectos en Tierra no es suficiente, siempre se puede ir al espacio y construir protección contra los rayos del Sol. El mismo Teller, por ejemplo, sugirió colocar un espejo del tamaño de Alaska en órbita alrededor de la Tierra, pero el costo de este proyecto espacial no fue menos cósmico, por lo que se podría recurrir a él solo en caso de cambio climático catastrófico.

Una opción igual de estrambótica sugiere construir un escudo alrededor de la Tierra hecho de polvo de asteroides.

Un enfoque fundamentalmente diferente no es tratar de reducir el impacto del Sol en la atmósfera de la Tierra, sino reducir la concentración de CO2, que ya ha superado las 400 partes por millón por volumen. Para hacer esto, se puede plantar árboles a propósito; pero para que tenga algún efecto significativo, se necesitaría plantar muchos árboles. También se puede regresar al océano e intentar aumentar la productividad del fitoplancton, “fertilizar” el agua con hierro o mezclarla artificialmente para que se eleven capas más frías y más ricas en nutrientes (tales experimentos ya se han llevado a cabo). Es cierto que existe un inconveniente importante para este último método, según los críticos, si empiezas a mezclar agua, ya no podrás detenerte: la temperatura del agua en la superficie aumentará de inmediato, y muy rápidamente, lo cual es Incluso peor que el cambio climático actual.

¿Qué método elegir?

“El método más prometedor [de geoingeniería] dependerá del problema que se pretenda resolver. Hay una dirección como la geoingeniería regional. Por ejemplo, al introducir aerosol en la estratósfera de la zona ártica, es posible reducir la fusión del hielo marino, es decir, aplicar aerosoles localmente, en el Ártico. Los experimentos con modelos muestran que el efecto de los aerosoles introducidos en la zona ártica casi no tendrá efecto sobre la temperatura en otras áreas", dice Anastasia Revokatova.


Algunos métodos hipotéticos de geoingeniería.
dsalud.com

Afuera del Ártico, dijo, también se puede usar la geoingeniería regional: por ejemplo, aclarar las nubes sobre el océano para reflejar más luz solar podría reducir la intensidad de los ciclones tropicales. Este método, junto con los aerosoles estratosféricos, se considera potencialmente el más eficaz: esparciendo sal marina sobre los océanos, es posible influir con bastante éxito en las nubes estratocúmulos.

Una ventaja importante y, al mismo tiempo, la limitación de este método es que puede colapsarse fácilmente si es necesario: tan pronto como se deje de sembrar las nubes, la situación volverá a la normalidad en unos pocos días. El método propuesto a principios de la década de 1990 por el climatólogo británico John Latham está siendo estudiado actualmente por una colaboración internacional especial.

Lo más interesante es que durante más de cien años se está llevando a cabo una especie de experimento no planeado sobre la aplicación de este método de geoingeniería. El transporte marítimo, a pesar de las emisiones de cientos de millones de toneladas de CO2 a la atmósfera, eventualmente enfría el planeta en aproximadamente 0.25 grados por año (lo cual es bastante importante, ya que cada décima parte de la temperatura global promedio del planeta significa un cambio climático significativo): las emisiones de compuestos de azufre de los motores de los barcos dispersan la luz solar y forman esas mismas nubes sobre el océano.

Es cierto que es probable que la transición del transporte marítimo a un combustible más limpio compense este efecto en un futuro próximo: estos son los planes de la Organización Marítima Internacional (OMI).

“Si estamos hablando de reducir la temperatura global promedio, entonces el método más efectivo sería introducir aerosoles en la estratosfera. Hasta ahora, este es el método más estudiado, en este sentido puede llamarse prometedor, pero debemos entender que conlleva consecuencias negativas que deben estudiarse, pero por ahora, la mayor parte de nuestro conocimiento se basa en modelos computacionales y supuestos teóricos". señala Revokatova.

El estudio de los posibles efectos negativos de las soluciones de geoingeniería y su impacto en los diversos elementos del sistema climático está en plena marcha. Así que, recientemente, los científicos estadounidenses han demostrado que todos los beneficios de disminuir el calentamiento con la ayuda del "velo estratosférico" de los aerosoles de azufre se pueden bloquear por una caída en los rendimientos de los cultivos debido a un apagón. Según los científicos, su resultado no significa que el método de pulverización de aerosoles deba abandonarse por completo, quizás en otros sectores de la economía las consecuencias positivas serán más significativas, pero el hecho de que la modelización climática indique una falta tan crítica de un método es bastante significativo.

Los autores de otro trabajo que utilizan modelos climáticos similares descubrieron que la pulverización de aerosoles de sulfato puede tener consecuencias imprevistas en forma de calentamiento de los océanos; un aumento en su nivel, una de las consecuencias más graves del cambio climático, puede reducirse en el mejor de los casos, pero no detenerse por completo.

 

si este método se usa solo en el hemisferio sur, aumentará el número de ciclones tropicales. y usarlo solo en el hemisferio norte realmente reducirá los ciclones, pero conducirá a sequías en África

 

En estudios anteriores, la dispersión desigual casi inevitable de los aerosoles en la atmósfera se asoció con consecuencias radicalmente diferentes en los hemisferios norte y sur de la Tierra: si este método se usa solo en el hemisferio sur, aumentará el número de ciclones tropicales. y usarlo solo en el hemisferio norte realmente reducirá los ciclones, pero conducirá a sequías en África.

Paralelamente, los científicos están a evaluando la viabilidad económica de tales proyectos. Los ingenieros de la Universidad de Harvard y Yale estimaron que un programa hipotético para enfriar la Tierra rociando aerosoles en la estratosfera en los primeros 15 años costaría a la humanidad entre 2 y 2.500 millones de dólares al año, y el costo total del trabajo para este período es comparable al costo de siete Juegos Olímpicos de Sochi: un monto bastante elevado para muchos estados e incluso para algunas corporaciones.

Lo que se puede y no se puede hacer

Para que estos estados y corporaciones multimillonarias no tengan ideas demasiado interesantes, la comunidad internacional ha decidido regular los proyectos de geoingeniería.

Por primera vez, la comunidad mundial forzó la Operación Popeye, en la cual Estados Unidos sembró nubes sobre Vietnam, Camboya y Laos en 1967-1972. La prohibición del uso de tecnologías de modificación del clima para fines militares está ahora en vigor en el marco de la Convención sobre la Prohibición de los Militares o cualquier otro uso hostil de los medios ambientales (ENMOD). Esta convención, desarrollada por iniciativa de la URSS, fue ratificada, en particular, por los Estados Unidos, Rusia y China.

En 2010, las partes del Convenio de las Naciones Unidas sobre la Diversidad Biológica adoptaron una prohibición de los proyectos de geoingeniería, y desde entonces se ha actualizado cada dos años. Sin embargo, esto no es un contrato o protocolo, sino solo una solución, un documento de nivel inferior. Curiosamente, el documento de la ONU diseñado para combatir el cambio climático, la Convención Marco pertinente, aún no ha tratado el tema de la geoingeniería, que, sin embargo, surge regularmente al preparar los informes del IPCC. Una vez, en 2013, Rusia incluso insistió en incluir en el resumen del próximo informe una indicación directa de que la geoingeniería podría ser una "solución al problema del cambio climático".

A pesar de la existencia de dos convenciones, el sistema de regulación de geoingeniería sigue siendo bastante inconsistente y lleno de lagunas. En abril de este año, el libro "La ingeniería climática y la ley" se publicó en los EE. UU., editado por el conocido especialista en regulación climática Michael Gerrard. En particular, señala que las técnicas "pasivas" de influir en el clima, es decir, capturar y almacenar el dióxido de carbono de una manera u otra, son relativamente seguras, ya que no tendrán consecuencias globales, por lo que no se requiere una regulación especial para ellos. Pero los proyectos sobre geoingeniería solar e ideas globales similares, sí requieren una regulación precisa, cree el científico.

“Creemos que el uso de la geoingeniería solar es bastante probable en los próximos años. Es muy importante contar con una estructura gubernamental que pueda determinar la legalidad de estas acciones y garantizar la responsabilidad legal en caso de que algo salga mal. Es mucho mejor crear dicha estructura por adelantado, y no cuando el proyecto ya esté en marcha", dijo Gerrard en una entrevista, señalando que ahora "cualquiera puede lanzar aviones para rociar aerosoles en la atmósfera superior sin que esté violando ninguna ley - esta situación debe ser cambiada".

Ya hay intentos de cambiarlo, y al más alto nivel: una de las iniciativas para crear una regulación de geoingeniería global está encabezada por el ex asesor del Secretario General de Clima de la ONU, Janos Pasztor.

Lo hago porque puedo

Entonces, el experimento de Harvard es absolutamente legal: nadie ha prohibido los experimentos científicos en esta área, especialmente con medidas de seguridad calculadas, y, afortunadamente, nadie lo va a prohibir.

“En Rusia también hubo experimentos de pulverización con aerosol. Sin embargo, todos estaban en la troposfera, en la capa inferior, y es realmente interesante alcanzar el nivel de la estratosfera, porque es allí donde se creará la capa de aerosol en el caso de uso a gran escala. El experimento no dañará a nadie, pero puede ayudar a obtener datos experimentales para futuras investigaciones. En cualquier caso, esta es una manera de llegar a un nuevo nivel de investigación", afirma Revokatov, quien aprueba el trabajo de sus colegas estadounidenses.

La escala de la actividad experimental se puede evaluar utilizando un mapa interactivo preparado por la Fundación Heinrich Böll y el Grupo ETC (vale la pena considerar que este último se opone activamente a la geoingeniería como un método para combatir el cambio climático). En 2017, contaron más de 800 experimentos en diferentes etapas del mundo, incluidos los ya completados, que están experimentando ciertas tecnologías de impacto climático.

El padre de la geoingeniería en la Unión Soviética fue el notable climatólogo Mikhail Budyko, del que ya hemos hablado. A él, en particular, se le suele atribuir la primera patente de su propia tecnología para el cambio climático que utiliza la industria del caucho de desecho (pero nosotros y el personal de la Biblioteca Técnica de Patentes de toda Rusia tampoco logramos encontrar dicho certificado de copyright o patente). En la base de datos general o en la base de datos de documentos oficiales). El principal ideólogo de los enfoques de geoingeniería en la Rusia moderna fue el académico Yuri Izrael: bajo su liderazgo en 2008 y 2010, se llevaron a cabo experimentos de campo con pulverización de aerosol.

El esquema del experimento en 2010
Meteorología and Hidrología, 2011

No hay proyectos como el de Harvard en Rusia ahora: en el Instituto de Clima Global y Ecología, donde trabaja Revokatov, se están estudiando los aspectos teóricos de la aplicación de varios métodos de geoingeniería y se están realizando experimentos modelo conjuntamente con el Instituto de Matemáticas Computacionales de Rusia.

Al mismo tiempo, los científicos rusos están reflexionando activamente sobre lo que podría ser interesante: por ejemplo, en 2017 el grupo, que incluye al interlocutor de N+1, sugirió el uso de compuestos de azufre, que ahora se lanzan a la capa superficial "Norilsk Nickel", para la creación de aerosoles en la estratosfera inferior sobre el Ártico.

“Los cálculos mostraron que la inyección de 1.9 millones de toneladas de SO2 por año en la estratosfera inferior podría ralentizar significativamente el calentamiento del Ártico y reducir el riesgo de la desaparición completa de la capa de hielo de varios años en el Océano Ártico. Además, el uso de SO2 proveniente de las emisiones de la planta de Norilsk Nickel como precursor de los aerosoles de sulfato estratosférico reduciría la contaminación atmosférica extremadamente alta en Norilsk”, dijeron los climatólogos en un artículo.

¿La resistencia es inútil?

"Si la humanidad pronto tomará medidas para la transición a una economía libre de carbono y para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, así como para reducir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, entonces no se necesitarán medidas de geoingeniería, y esta es la forma más correcta”, dice Anastasia Revokatova.

El reciente trabajo de un grupo de científicos británicos que, pidió prohibir a la humanidad construir nuevas centrales eléctricas de carbón y gas, y producir nuevos automóviles con gasolina. En general, el estudio recomendó no crear infraestructuras de transporte y combustibles fósiles un "futuro próximo".  

El hecho es que, para prevenir los efectos peligrosos del cambio climático, los científicos estiman que es necesario limitar el crecimiento de la temperatura media global a 2°C desde mediados del siglo XIX, e incluso 1,5 grados (la diferencia de la mitad de grado será bastante crítica para los países pobres más vulnerables). Esto, aparentemente, todavía es posible; pero para aumentar la probabilidad de un resultado favorable, es necesario detener inmediatamente la construcción de centrales eléctricas "sucias" y similares, y cambiar a fuentes de energía libres de carbono (por ejemplo, energía renovable) y transporte. El cambio es urgente, debió hacerse literalmente ayer: los autores del artículo dicen que debemos comenzar a hacer esto a partir de finales de 2018.

 

Debemos entender que la geoingeniería no es una solución al problema del clima, sino una forma de esperar el pico de la crisis climática.

 

Sin embargo, si la temperatura promedio global crece en 3 a 4 grados en comparación con la temperatura de la era preindustrial (ahora es aproximadamente un grado más alto) la situación aumentará al modo "sin retorno" y es muy probable que la humanidad aún piense en el enfriamiento direccional del planeta. "Sí, lo más probable es que la geoingeniería en sí misma pueda causar algunas consecuencias, como una distribución desigual de la respuesta a la temperatura, un aumento de la precipitación en una zona y una disminución en otra, y así sucesivamente, pero si las comparamos con la desaparición de estados insulares enteros, entonces elegiría La primera forma”, subraya el investigador.

Es cierto que cualquier proyecto de geoingeniería es como un fármaco vasoconstrictor para el resfriado: alivia los síntomas, pero no combate la causa. Por lo tanto, es imposible hacerlo sin reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y, lo más probable, reducir su concentración en la atmósfera. "Debemos entender que la geoingeniería no es una solución al problema del clima, sino una forma de esperar el pico de la crisis climática, mientras que todas las medidas posibles para reducir la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera cobran vida”, agrega Revokatova.

Al mismo tiempo, ella no considera el inevitable uso pleno de las tecnologías de geoingeniería a una escala que supera los pequeños experimentos individuales. Además, la experta considera que este desarrollo es "hasta ahora poco probable". La conveniencia científica y la evaluación de las posibles consecuencias: la reconciliación de un gran número de aspectos administrativos, sociales, políticos y económicos llevará mucho tiempo, indica a N+1.

Anastasia Revokatova considera poco probable "el escenario de Jiankui He", (supuestamente el creador de los primeros niños CRISPR) en el que mientras todos están hablando de un controvertido método científico, llega alguien lo toma y lo aplica en secreto.

Entonces, en 2012, el empresario californiano Russ George, en violación de las convenciones internacionales, “planchó” el Océano Pacífico frente a la costa oeste de Canadá con hierro. De vez en cuando se llevan a cabo proyectos similares, generalmente bajo la bandera del aumento del crecimiento del fitoplancton y los beneficios para la pesca comercial, aunque sus resultados muestran que este método no funciona muy bien. Pero, lo más probable, es que el asunto no alcance la aplicación global de ningún método de geoingeniería en un futuro próximo.

“En la actualidad, los intentos están comenzando a realizar experimentos de campo. Creo que, si bien no hay suficientes datos experimentales sobre el comportamiento de los aerosoles en la estratosfera, ninguna nación realizará tales intervenciones espontáneas, solo porque podría dañarse a sí misma", concluye Revokatova.

 

Olga Dobrovidova

Traducida por Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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