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El primer experimento de geoingeniería de su tipo está a punto de dar su primer paso
Los científicos de Harvard planean lanzar un globo este verano para probar el equipo necesario para los primeros experimentos de geoingeniería en la estratosfera.
Cody Schroeder/Unsplash
19 de febrero de 2021Atrapada dentro de un largo tubo de vidrio en un laboratorio de la planta baja de la Universidad de Harvard hay una copia en miniatura de la estratosfera.
Cuando visité a Frank Keutsch en el otoño de 2019, me acompañó hasta el laboratorio, donde el tubo, envuelto en aislamiento gris, corría a lo largo de un banco en la esquina trasera. Al llenarlo con la combinación correcta de gases, a temperaturas y presiones particulares, Keutsch y sus colegas simularon las condiciones a unos 20 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
Al probar cómo reaccionan varios productos químicos en este aire enrarecido, el equipo esperaba realizar una prueba cruda de un controvertido esquema conocido como geoingeniería solar, que tiene como objetivo contrarrestar el cambio climático al rociar partículas diminutas en la estratosfera para reflejar más calor del sol. espacio.
Pero, ¿es lo que hay en ese tubo realmente lo que es la estratosfera? pregunta Keutsch, profesor de ingeniería, química y ciencias atmosféricas, mientras señala hacia ella. Esa es la pregunta. Tratamos de pensar en todo, pero diría que nunca se sabe del todo.
Es por eso que él y otros investigadores, incluido el climatólogo de Harvard David Keith, quieren trasladar sus experimentos fuera de su estratosfera de juguete a la real. Esperan realizar una serie de vuelos científicos en globo , el primero de los cuales podría lanzarse desde el Centro Espacial Esrange en Kiruna, Suecia, tan pronto como este verano.
'Realmente espero que nunca nos encontremos en una situación en la que esto realmente tenga que hacerse, porque sigo pensando que este es un concepto muy aterrador y que algo saldrá mal'.
Frank Keutsch, investigador principal de SCoPEx
El vuelo inicial simplemente evaluará si el equipo y el software de la aeronave funcionan correctamente en la estratosfera, donde las temperaturas pueden caer por debajo de -50 ˚C y la presión oscila entre una décima y una milésima parte de la cantidad a nivel del mar. Pero en lanzamientos posteriores, los investigadores esperan liberar pequeñas cantidades del tipo de partículas que podrían dispersar la luz solar.
En un mundo que está reduciendo las emisiones de dióxido de carbono con demasiada lentitud para evitar un cambio climático catastrófico, la geoingeniería solar podría ganar algo de tiempo. Pero hacerlo a gran escala podría significar alterar los patrones climáticos de todo el planeta. Los efectos son impredecibles; en algunos lugares, incluso podrían ser desastrosos.
En las próximas semanas, por lo tanto, un comité asesor independiente que está revisando los aspectos legales, éticos y ambientales relacionados con el proyecto Se espera que determine si el grupo de investigación debe proceder con el primer vuelo. El comité también tendrá que dictaminar antes de cualquier vuelo que realmente libere materiales y determinar qué pasos debe o debe tomar el equipo de investigación para interactuar con el público y los reguladores.
Si se aprueban esos lanzamientos, y eso sigue siendo un gran si, serán los primeros experimentos de geoingeniería en la estratosfera. Pero antes de que los globos hayan dejado el suelo, están ya sacando criticas .
Demasiado peligroso de usar
La idea de enfriar el planeta dispersando partículas en la atmósfera, atenuando la luz solar y compensando parte del calentamiento provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero, tiene un precedente: la naturaleza ya lo hace.
Grandes erupciones volcánicas, como la del Monte Pinatubo en 1991, arrojaron millones de toneladas de dióxido de azufre al aire, lo que deprimió las temperaturas globales en los años siguientes. El dióxido de azufre emitido por las plantas de carbón y los barcos también produce efectos de enfriamiento mensurables.
Para algunos críticos, hacer esto deliberadamente como una medida contra el cambio climático es imprudente incluso para reflexionar, y mucho menos para experimentar. Algunos estudios han encontrado que la geoingeniería solar podría alterar significativamente los patrones de lluvia y reducir el rendimiento de algunos cultivos. en ciertos lugares . Por otro lado, otro documentos han llegado a la conclusión de que los efectos secundarios ambientales podrían ser pequeños siempre que la geoingeniería se hace de forma moderada .
Pero toda la investigación realizada hasta la fecha, con algunas excepciones a pequeña escala , se ha llevado a cabo en modelos informáticos o experimentos de laboratorio. Entonces, Keutsch y sus colegas argumentan que sus pruebas con globos son un próximo paso crítico.
La idea básica de sus llamados experimentos SCoPEx, propuesto por primera vez en 2014 , es lanzar un globo, equipado con hélices y sensores, que liberaría hasta dos kilogramos de partículas de tamaño submicrométrico en una columna de aproximadamente un kilómetro de largo. Un avión comercial bombea cantidades similares de material cada minuto, Notas de Keith .
Luego, el globo viraría y zigzaguearía lentamente a través de la columna desde la dirección opuesta. Sus sensores intentarían medir cuán ampliamente se dispersan las partículas, cómo interactúan con otros compuestos y cuánta luz solar reflejan.
CORTESÍA DE SCOPEXCualquier cosa que encontraran podría retroalimentarse en modelos de computadora, refinando nuestra comprensión de lo que es la fumigación. cientos de miles a millones de toneladas de material puede hacer.
En este punto, el equipo espera realizar una serie de vuelos durante varios años. Al principio, tienen la intención de liberar un polvo fino de carbonato de calcio, el ingrediente principal de la tiza, pero finalmente los investigadores quieren probar otros materiales, que probablemente incluyan ácido sulfúrico (que es un subproducto del dióxido de azufre liberado por los volcanes).
Pero algunos temen que incluso estos experimentos limitados vayan demasiado lejos.
Wil Burns, codirector del Instituto de Leyes y Políticas de Eliminación de Carbono de la Universidad Americana, cree que debería haber un intento de llegar a algún tipo de consenso global sobre si la sociedad debería usar una herramienta de este tipo antes de que se lleven a cabo los experimentos al aire libre.
Pero para él, la respuesta es no: se desconocen los impactos ambientales. Los desafíos de gobernar una herramienta de este tipo son inmensos: un solo país podría llevar a cabo la geoingeniería solar por su cuenta, pero todos los países se verían afectados. Y las generaciones futuras podrían verse obligadas a manejar los efectos durante cientos de años. Agrega que no podemos saber qué hará realmente a escala planetaria hasta que esté completamente desplegado, y en ese momento, estaremos atrapados en sequías u otros peligros hasta que los efectos desaparezcan.
Algunos grupos ecologistas y críticos de geoingeniería están pidiendo a los funcionarios del gobierno de Suecia, donde se lanzaría el primer vuelo SCoPEx, y a los jefes de la Corporación Espacial Sueca, que los administraría, que se opongan a los experimentos. No argumentan que la investigación en sí presente riesgos ambientales, sino que crea una pendiente resbaladiza hacia la normalización y el despliegue de una herramienta poderosa y peligrosa.
La geoingeniería solar es una tecnología con el potencial de consecuencias extremas y se destaca como peligrosa, impredecible e inmanejable, se lee en una carta emitida por Greenpeace Suecia, Biofuelwatch y otros grupos. No hay justificación para probar y experimentar con tecnología que parece ser demasiado peligrosa para ser utilizada.
El investigador reacio
Keutsch dice que es un temor muy válido que los experimentos de geoingeniería puedan hacer más probable el uso eventual de la tecnología. Como me dijo durante una entrevista en su oficina, él mismo cree que la geoingeniería es la forma incorrecta de abordar el cambio climático. Lo comparó con los opiáceos que alivian el dolor agudo pero provocan otros problemas como la adicción. La solución mucho más segura y efectiva sería reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero.
Pero, teme, el cambio climático está tan avanzado y es tan probable que se vuelva tan disruptivo que alguna nación desesperada pueda seguir adelante con la geoingeniería de todos modos. una anterior Estudio de Harvard encontró que el costo de desarrollar y volar una flota de aviones especializados para hacer el trabajo costaría tan solo $ 2 mil millones al año, lo que lo pondría al alcance económico de muchos países.
Dado que es la única herramienta que podría marcar una diferencia real en las temperaturas globales dentro del período de un mandato político, podría convertirse en una opción increíblemente seductora en naciones que sufren olas de calor mortales, sequías, hambrunas, incendios o inundaciones. Usarlo sin suficiente investigación sería muy peligroso, dice Keutsch.
Profesor de Harvard Frank Keutsch, investigador principal de SCoPEx.
ELIZA GRINNELL, ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DE HARVARDLa gente piensa que porque estoy haciendo investigación en geoingeniería, quiero hacer geoingeniería, dice. En realidad, mi opinión es muy firme: espero seriamente que nunca nos encontremos en una situación en la que esto realmente tenga que hacerse, porque sigo pensando que este es un concepto muy aterrador y que algo saldrá mal.
Pero al mismo tiempo, creo que comprender mejor cuáles pueden ser los riesgos es muy importante, agrega. Y creo que para la investigación directa que más me interesa, si hay un tipo de material que puede reducir significativamente los riesgos, creo que deberíamos saberlo.
Vigilancia
El equipo inicialmente esperaba para comenzar vuelos en globo ya en 2018 en Tucson, Arizona, y posteriormente exploró planes en Nuevo México. Ellos optaron por mover el primer esfuerzo a Suecia debido a COVID-19 y otros desafíos logísticos y de programación, según el sitio web del proyecto.
Parte del retraso se debió a la decisión del equipo de Keutsch de establecer un comité independiente para evaluar los impactos éticos y legales de los experimentos propuestos. No tenían que tener uno, ya que el esfuerzo de investigación no tiene fondos federales. (De hecho, cuando comenzó el proyecto, allí era sin fondos federales de EE. UU. para la investigación en geoingeniería. El proyecto se ejecuta con dinero interno de Harvard y donaciones de individuos y grupos, incluidos Bill Gates , la Fundación William y Flora Hewlett, la Fundación Alfred P. Sloan, y otros .)
Pero Jane Long, ex directora asociada del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, recomendó encarecidamente que se creara un comité de revisión externo. (Ella también ayudó a elegir a su presidente). Era importante para el futuro de esta tecnología que no fueran vistos como malos científicos corriendo para hacer algún experimento sin ninguna revisión, dice ella.
Long enfatiza que los experimentos, tal como se propusieron por primera vez, son a muy pequeña escala y es poco probable que presenten peligros para la salud o el medio ambiente. Pero la junta, dice, obliga a los investigadores a articular para qué es el trabajo y abordar las preocupaciones del público.
El comité ya emitió un informe que brinda sugerencias sobre cómo el equipo de investigación debe comunicarse con el público antes de cualquier vuelo que libere partículas. Entre otras cosas, recomienda s crear un libro informativo para explicar los problemas e invitar a las personas que viven cerca de la ruta de vuelo de los globos a participar en un diálogo deliberativo sobre el experimento en sí, así como la gobernanza de la investigación de geoingeniería solar.
Aún así, Burns y otros argumentan que al comité le faltan algunas voces cruciales, incluidos los críticos de la investigación en geoingeniería y los representantes de los países más pobres. Y cree que estos puntos ciegos son evidentes en el informe inicial del comité. Asume, y de alguna manera muestra un sesgo, que solo estamos haciendo el compromiso público para descubrir cómo llegar a la siguiente etapa en términos de experimentos de campo, y eso parece estar creando una especie de conclusión inevitable en términos de lo que va a pasar y lo que debe pasar, dice.
Lo que podrían aprender
El equipo de Keutsch ya ha ejecutar simulaciones por computadora explorando cómo las partículas liberadas de su equipo se disiparán en el aire. Si comienzan a probar esto de verdad y cuando lo hagan, deberían poder medir con mayor precisión cómo se esparcen o se agrupan las motas de carbonato de calcio o ácido sulfúrico, una prueba crucial de qué tan bien podrían funcionar estos materiales para la geoingeniería. Si las partículas son demasiado grandes, se hundirán demasiado rápido fuera de la estratosfera, lo que requerirá más materiales para dispersar la misma cantidad de luz solar.
Otra pregunta crucial es cómo reaccionarán las partículas con otras sustancias químicas en la estratosfera, en particular el carbonato de calcio, ya que no se encuentra allí de forma natural.
CORTESÍA DE SCOPEXEl equipo eligió el carbonato de calcio en lugar de los sulfatos por dos razones, dice Keutsch: los sulfatos devoran la capa protectora de ozono y, si bien tienen un efecto de enfriamiento en la superficie de la Tierra, calientan la estratosfera. Eso podría alterar los patrones climáticos de maneras que podrían ser difíciles de prever. Estás tratando de hurgar en el sistema de la Tierra de maneras que no creo que nuestros modelos sean buenos para predecir, dice.
Sin embargo, el carbonato de calcio viene con sus propias incógnitas. Esos experimentos en el tubo de vidrio. fundar que no es particularmente reactivo con los compuestos que encontrará en la estratosfera. Pero la forma en que interactúa con otros químicos en el real podría afectar la cantidad de radiación ultravioleta que se absorbe y la cantidad de luz solar que se dispersa.
Las observaciones de los vuelos podrían ayudar a refinar nuestra comprensión de cuánto de estos materiales pueden ser necesarios para reducir las temperaturas globales, qué riesgos podría plantear su liberación, o si funcionará en absoluto.
Pero aún habrá límites reales en lo que los investigadores pueden aprender de los experimentos con globos diminutos. No podrán detectar el destino a largo plazo de las partículas liberadas en la estratosfera, porque rápidamente se diluirán demasiado para detectarlas. Además, reconoce Keutsch, simplemente hay algunas cosas que no se pueden saber hasta que alguien implemente la geoingeniería solar a gran escala.
El sistema de la Tierra es tan complejo, dice. No creo que podamos predecir por completo. Nunca podemos estar realmente seguros de lo que sucederá cuando hagas esto.