El creciente caso de la geoingeniería

Tatsuro Kiuchi

David Mitchell se detiene en el estacionamiento del Instituto de Investigación del Desierto, un puesto avanzado de ciencias ambientales de la Universidad de Nevada, ubicado en las colinas rojas y secas sobre Reno. El campus mira por encima de las cimas de los casinos del centro hacia las montañas Pine Nut, enterradas por la nieve. En esta mañana, tenues cirros dibujan largas líneas sobre la cordillera.

Mitchell, un físico atmosférico larguirucho y de voz suave, cree que estas nubes heladas en la troposfera superior pueden ofrecer uno de nuestros mejores planes alternativos para combatir el cambio climático. Los diminutos cristales de hielo en los cirros arrojan radiación térmica contra la superficie de la tierra, atrapando el calor como una manta o, más concretamente, como dióxido de carbono. Pero Mitchell, profesor asociado de investigación en el instituto, cree que podría haber una manera de contrarrestar los efectos de estas nubes.

Esta historia fue parte de nuestra edición de mayo de 2017

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Funcionaría así: flotas de grandes drones cruzarían las latitudes superiores del globo durante los meses de invierno, rociando los cielos con toneladas de materiales extremadamente finos como el polvo cada año. Si Mitchell tiene razón, esto produciría cristales de hielo más grandes de lo normal, creando cirros más delgados que se disiparían más rápido. Eso permitiría más radiación en el espacio, enfriando la tierra, dice Mitchell. Realizada a una escala lo suficientemente grande, esta siembra de nubes podría reducir las temperaturas globales hasta en 1,4 °C, más de lo que el planeta se ha calentado desde la Revolución Industrial, según un estudio. estudio separado de Yale .

Quedan grandes interrogantes sobre si realmente funcionaría, qué efectos secundarios dañinos podrían surgir y si el mundo debería arriesgarse a implementar una herramienta que podría alterar todo el clima. De hecho, la sugerencia de que deberíamos confiar el termostato global a una armada de robots voladores parecerá absurda a muchos. Pero la verdadera pregunta es: ¿absurdo en comparación con qué?

Sin algún tipo de acción drástica, el cambio climático podría matar a un estimado medio millón de personas al año a mediados de este siglo, a través de la hambruna, las inundaciones, el estrés por calor y los conflictos humanos. Evitar que las temperaturas aumenten 2 °C por encima de los niveles preindustriales, que durante mucho tiempo se consideró la zona de peligro que debe evitarse a toda costa, ahora parece casi imposible. Significaría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero hasta en un 70 por ciento para 2050, y bien podría requerir el desarrollo de tecnologías que podrían absorber miles de millones de toneladas de dióxido de carbono de la atmósfera, según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de la ONU. Pero un creciente cuerpo de investigar sugiere que probablemente no tendremos el tiempo o la tecnología para lograrlo. En particular, incluso si cada nación se apega a los compromisos que hizo bajo los políticamente ambiciosos acuerdos climáticos de París, las temperaturas globales aún podrían dispararse más de 5 °C para 2100 .

Todos buscan dos títulos, pero para mí es un sueño imposible, dice Daniel Schrag, director del Centro para el Medio Ambiente de la Universidad de Harvard, quien fue uno de los principales asesores del presidente Obama sobre el cambio climático. Me temo que tendremos suerte si escapamos de cuatro, y quiero asegurarme de que nadie vea nunca seis.

La diferencia entre dos y cuatro grados es otro cuarto de billón de personas sin acceso confiable al agua, más de cien millones más expuestos a inundaciones y disminuciones masivas en el rendimiento de los cultivos en todo el mundo, según un estudio por el Comité sobre el Cambio Climático, un grupo científico con sede en Londres establecido para asesorar al gobierno del Reino Unido (ver más abajo).

Sin algún tipo de acción drástica, el cambio climático podría estar matando a medio millón de personas al año a mediados de este siglo.

La idea de que podríamos contrarrestar estos peligros mediante la reingeniería del clima mismo, técnicas conocidas colectivamente como geoingeniería, comenzó a surgir de los márgenes científicos hace aproximadamente una década (ver El gambito de la geoingeniería). Ahora se está generando un impulso detrás de la idea: las proyecciones climáticas cada vez más sombrías han convencido a un número cada vez mayor de científicos de que es hora de comenzar a realizar experimentos para descubrir qué podría funcionar. Además, una lista impresionante de instituciones que incluyen la Universidad de Harvard, la Consejo Carnegie , y el University of California, Los Angeles , han establecido recientemente iniciativas de investigación.

Pocos científicos serios argumentarían que deberíamos comenzar a implementar la geoingeniería en el corto plazo. Pero a medida que se acaba el tiempo, es imperativo explorar cualquier opción que pueda sacar al mundo del borde de la catástrofe, dice Jane Long, ex directora asociada del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Realmente no sé cuál es la respuesta, dice ella. Pero sí creo que debemos seguir diciendo cuál es la verdad, y la verdad es que podríamos necesitarla.

sueños de polvo

Mitchell trabaja en una oficina pequeña y cuadrada en el último piso del Instituto de Investigación del Desierto. Montones de artículos científicos abarrotan su escritorio; diarios y carpetas llenan su estantería. Imágenes en primer plano de delicados cristales de hielo cuelgan de chinchetas en el tablero de anuncios sobre el monitor de su computadora.

En la primavera de 2005, durante un año sabático en el Centro Nacional para la Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, Mitchell comenzó a explorar cómo el tamaño de los cristales de hielo afecta los cirros y el sistema climático. él y sus compañeros fundar que los cristales más grandes, del tipo que tiende a formarse en presencia de partículas de polvo, produjeron menos nubes cirros y más delgadas.

Ese punto quedó grabado en el cerebro de Mitchell. Una mañana, poco después de regresar a Nevada, tuvo un sueño en el que esa idea se transformó en un esquema de ingeniería climática. Se despertó preguntándose si la adición deliberada de polvo en las áreas donde se forman estas nubes generaría estos cristales de hielo más grandes, reduciendo la cobertura de cirros y liberando más calor al espacio.

280 millones

más personas sin acceso a agua adecuada

120 millones

más personas expuestas a grandes inundaciones fluviales

12 millones

más personas sujetas a inundaciones costeras

24%

disminución de la productividad mundial del maíz

Aunque tenía serias reservas sobre la geoingeniería, decidió explorar la idea. En 2009, él y un colega publicaron un papel lo que sugiere que sembrar nubes cirros con diminutas partículas de triyoduro de bismuto, un compuesto inorgánico que puede descomponerse en el tamaño necesario de submicrómetros, podría compensar sustancialmente el cambio climático. Más recientemente, Mitchell estimó que se necesitarían alrededor de 160 toneladas del material anualmente para sembrar nubes en las áreas que tiene en mente, a un costo de alrededor de $ 6 millones.

8%

caída en los rendimientos de trigo de primavera

34%

de las especies de plantas pierden la mitad de su hábitat adecuado

21%

de las especies de mamíferos pierden su hábitat

No todos están de acuerdo en que la propuesta funcionaría. Un artículo de 2013 en Ciencias , dirigido por el científico atmosférico del MIT Dan Cziczo, concluyó que la formación de cristales de hielo alrededor del polvo, conocida como nucleación heterogénea del hielo, ya es el mecanismo dominante que crea las nubes cirros. Eso podría significar que agregar más polvo, en general, crearía nubes más espesas que atraparían más calor. El mayor problema con la idea, argumenta Cziczo, es que las nubes son la parte menos comprendida del sistema climático. No tenemos suficiente conocimiento sobre la microfísica de las nubes, o mediciones lo suficientemente precisas, para manipular con precisión el clima de esta manera, dice.

Pero la investigación más reciente de Mitchell, que se basa en las observaciones de las concentraciones de cristales de hielo del satélite Calipso de la NASA, lo ha convencido aún más de que la siembra de nubes podría funcionar, siempre que se realice en regiones donde los cirros se forman principalmente sin partículas de polvo. En el monitor de su oficina, Mitchell abre una página de mapas de un documento que presentó en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica a finales de febrero. Los puntos azul marino y azul claro, que representan las nubes heterogéneas de Cziczo, dominan las latitudes medias y cubren gran parte de América del Sur y África. Pero las latitudes más altas están cubiertas de puntos rojos, amarillos, naranjas y verdes que indican el tipo de nubes que Mitchell tiene en mente.

Las imágenes de satélite sugieren que en condiciones muy frías y húmedas, hacia los polos y particularmente durante el invierno, se pueden formar diminutos cristales de hielo por sí solos, de forma espontánea, sin polvo. Eso sugiere que la siembra de nubes podría funcionar, si está dirigida a esas áreas durante esos meses. Mitchell incluso piensa que ha encontrado una forma de hacer que la naturaleza lleve a cabo un experimento de campo para probar su teoría. Durante la primavera y el invierno, los fuertes vientos provocan regularmente grandes tormentas de polvo en los desiertos de Mongolia y el borde occidental de China. Las partículas finas soplan a través del Pacífico y se topan con una onda atmosférica que rueda sobre las Montañas Rocosas.

Si Mitchell está en lo correcto, el polvo debería promover cirros más delgados en un área donde el tipo más grueso tiende a dominar. No había forma de observar adecuadamente este fenómeno, hasta fines del año pasado, cuando la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica lanzó un satélite equipado con algunas de las tecnologías de imágenes más poderosas jamás lanzadas al espacio, así como sensores que pueden medir la temperatura de las nubes. . El satélite debería poder capturar exactamente lo que sucede cuando el polvo se desplaza sobre las Montañas Rocosas, detectando los cambios sutiles que se están produciendo en la microfísica de las nubes.

Mitchell presentó una propuesta de investigación a la NOAA el año pasado, pidiéndole a la agencia que use el satélite para realizar tales observaciones. Él sabe que es una posibilidad remota, particularmente a la luz de los esfuerzos de la administración Trump para recortar los fondos para la ciencia del clima. Pero si la NOAA está de acuerdo, la prueba podría dar peso a su teoría o, por supuesto, contradecirla.

Otro experimento de geoingeniería al aire libre debería ocurrir incluso antes.

Para esta época del próximo año, los profesores de Harvard David Keith y Frank Keutsch esperan lanzar un globo a gran altura desde un sitio en Tucson, Arizona. Esto marcará el comienzo de un proyecto de investigación para explorar la viabilidad y los riesgos de un enfoque conocido como gestión de la radiación solar. La idea básica es que rociar materiales en la estratosfera podría ayudar a reflejar más calor hacia el espacio, imitando un fenómeno de enfriamiento natural que ocurre después de que los volcanes lanzan al cielo decenas de millones de toneladas de dióxido de azufre (ver Un plan barato y fácil para detener el calentamiento global). calentamiento).

Los científicos generalmente creen que la técnica aliviaría las temperaturas, pero una pregunta persistente es: ¿qué más hará? En particular, las erupciones volcánicas también han patrones de lluvia alterados en ciertas áreas, y se sabe que el dióxido de azufre agota la capa protectora de ozono.

Los escenarios más probables para el clima en escalas de tiempo más largas son devastadores para las generaciones futuras, absolutamente devastadores.

Keith ha realizado extensos modelos climáticos para explorar si otros materiales, como la alúmina, el polvo de diamante y el carbonato de calcio, podrían tener un impacto neutral o incluso positivo en el ozono. Durante una conversación en su oficina en Harvard, enfatizó que los experimentos no constituirían una prueba de geoingeniería en sí. Pero permitirían a su grupo someter sus modelos a datos del mundo real, revelando más sobre la física y química estratosférica relevante. La teoría por sí sola no te dice lo que sucederá en la atmósfera, dice Keith. Puede engañarse a sí mismo si no sale y hace mediciones directas.

Keith ya ha comenzado el trabajo de diseño con la empresa de globos World View Enterprises, así como debates sobre la transparencia y la supervisión adecuadas para tales experimentos al aire libre. Los primeros vuelos probarían el funcionamiento básico del globo, que estaría atado a una góndola equipada con hélices, rociadores y sensores. Pero eventualmente el experimento involucraría la liberación de una fina columna de materiales, probablemente carbonato de calcio, en la estratosfera. Luego, el globo rastrearía ese rastro a la inversa, lo que permitiría a los sensores medir qué tan bien las partículas dispersan la luz solar, si se unen o se dispersan, y cómo interactúan con los precursores del ozono.

incógnitas desconocidas

La geoingeniería a gran escala implicaría inevitablemente algún nivel de riesgo. Es probable que enfrentemos una elección terrible entre aceptar los peligros claros del cambio climático y arriesgarnos a lo desconocido de la geoingeniería. Alan Robock , profesor de ciencias ambientales en Rutgers, ha publicado un lista de 27 riesgos e inquietudes planteados por la tecnología, incluido su potencial para agotar la capa de ozono y disminuir las precipitaciones en África y Asia.

En última instancia, a Robock le preocupa que la geoingeniería simplemente sea demasiado arriesgada para intentarla. No sabemos lo que no sabemos, dice. ¿Deberíamos confiar el único planeta que se sabe que tiene vida inteligente a este complicado sistema técnico? Cziczo del MIT es más directo. Sabemos que el problema son los gases de efecto invernadero, por lo que la solución es eliminar los gases de efecto invernadero, dice. No intentas hacer algo que no entendemos por completo.

Las reservas en torno a la investigación en geoingeniería se exhibieron por completo a fines de marzo cuando docenas de destacados científicos sociales y del clima se reunieron en el Carnegie Endowment for International Peace en Washington, D.C., para el Foro sobre la investigación en geoingeniería solar de EE. UU. Los oradores destacaron una larga lista de preguntas sin respuesta, y quizás sin respuesta, sobre la gobernanza internacional: ¿Quién decide cuándo apretar el gatillo? ¿Cómo determinamos las temperaturas promedio correctas cuando las mismas afectarán a diferentes naciones de maneras marcadamente diferentes? ¿Se puede responsabilizar a una nación por los efectos negativos de su esquema de geoingeniería en el clima de otro país? ¿Podrían usarse estas herramientas para atacar deliberadamente a una nación vecina? ¿Y podrían los conflictos sobre estas cuestiones desembocar en una guerra?

Todavía tengo que escuchar alguna descripción de un futuro mundo de geoingeniería solar que me parezca algo más que distópico o muy poco realista, dijo Rose Cairns, investigadora de la Universidad de Sussex, quien se unió a la discusión de la mañana desde Inglaterra por Skype.

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Pero Schrag de Harvard argumentó lo contrario : que la versión más aterradora del futuro puede ser una en la que la geoingeniería nunca se desarrolle o implemente. No creo que la gente entienda a lo que nos enfrentamos con el clima, dijo. Los escenarios más probables para el clima en escalas de tiempo más largas son devastadores para las generaciones futuras, absolutamente devastadores.

Mientras mostraba diapositivas destacando la dramática pérdida de hielo marino en el Ártico y la Antártida en los últimos meses, Schrag enfatizó que el cambio climático ya está causando impactos visibles más rápido de lo que nadie esperaba. Agregó que es difícil prever cualquier escenario en el que podamos reducir los niveles de gases de efecto invernadero lo suficientemente rápido como para evitar peligros mucho peores: es probable que la cantidad que ya hemos liberado bloquee otro grado de calentamiento incluso si detenemos las emisiones mañana, dijo. .

En su opinión, estas duras realidades significan que debemos tratar de responder las preguntas difíciles que plantea la geoingeniería. Todavía es, en todos los casos que he visto, mejor que la alternativa de simplemente dejar que el clima se caliente, dijo. Dada la trayectoria del mundo y la dificultad de reducir las emisiones, esto es algo que realmente debemos entender.

El poder del miedo

Mitchell se opuso a la geoingeniería durante la mayor parte de su carrera. La idea de que la humanidad debería jugar con el sistema climático finamente ajustado le pareció increíblemente arrogante. Pero al igual que otros investigadores que pasaron décadas mirando proyecciones cada vez más aterradoras mientras el mundo ignoraba las advertencias más fuertes que los científicos sabían cómo sonar, él cambió de opinión a regañadientes.

Podría tomar décadas aprender qué métodos de geoingeniería podrían funcionar, si los efectos secundarios ambientales pueden minimizarse y si, en última instancia, es demasiado peligroso intentarlo. Cuanto más esperemos para comenzar una investigación seria, mayor será el riesgo de que implementemos una herramienta insegura frente a cambios climáticos repentinos, o de que no tengamos una a mano cuando la necesitemos. Y nadie sabe realmente cuándo podría ser.

Mitchell dice: La necesidad de ingeniería climática podría estar llegando más rápido de lo que pensamos.

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