Geomérnökség és klímaváltozás: bizonytalan vészmegoldás, sok kérdőjellel és még több veszéllyel
2021.03.03.Forrás: Másfél fok; Írta: Pieczka Ildikó – Meteorológus, a földtudományok doktora (PhD), az ELTE TTK Meteorológiai Tanszékének adjunktusa, a Másfél fok egyik állandó szerzője
Kozmikus árnyékolás, felhőfehérítés, óceánhabosítás, krétapor és más aeroszolok légkörbe oltása – megannyi sci-fibe illő javaslat, amikről mégis sokan azt gondolják, hogy megoldást jelenthetnek a klímaválságra. A technológiai megoldásokba vetett hit mellett ezeket a gondolatokat a félelem is hajtja: mivel az éghajlatváltozás már elszabadult, csak így tudjuk helyreállítani az egyensúlyt, vélik sokan. A légköri folyamatokba, bolygónk energiaegyenlegébe való ilyen mértékű beavatkozás azonban azért is óriási veszélyeket rejt, mert nagyon keveset tudunk a megváltásként emlegetett technológiák működéséről és hatásairól. A megoldásnak gondolt planetáris kísérlettel olyan ördögi körbe zárhatjuk be magunkat, aminek a végén csak jobban fog fokozódni a klímaváltozás. Jelenlegi tudományos ismereteink szerint ezért a geomérnökösködés nem más, mint az eredeti probléma és a meglévő, biztosan és kockázatmentesen alkalmazható megoldások (kibocsátás-csökkentés, alkalmazkodás, szénkivonás- és megkötés stb.) elfedése egy roppant kockázatos, kétséges kimenetelű tüneti kezeléssel.
Sokáig nagyképűnek tűnt az a feltételezés, hogy mi, emberek képesek lennénk a légkör összetételének megváltoztatására. Hiszen mi is az általunk kibocsátott anyagmennyiség a természetes folyamatok anyagáramához képest? Igen ám, de ezek az anyagáramok az elmúlt év(száz)ezredekben jó közelítéssel egyensúlyban voltak. Ezekhez adtuk hozzá saját többletünket az üvegházhatású gázokkal, elsősorban szén-dioxiddal, az ipari forradalom óta ráadásul egyre növekvő mértékben, ez pedig mégis elégnek bizonyult ahhoz, hogy felborítsa az egyensúlyt.
A klímaválságot (a globális felmelegedést és következményeit) látva most pedig úgy tűnik, még inkább be akarunk avatkozni a rendszerbe. Egyre szélesebb körben terjednek az úgynevezett geomérnökösködés (geoengineering) jelzővel összefoglalható megoldások – mint a már említett felhőfehérítés vagy aeroszolok légkörbe juttatása. A geomérnöki megoldások terjedéséhez részben a technológiába, annak mindenhatóságába vetett hit játszik szerepet, részben az attól való – nem alaptalan – félelem, hogy a klímaváltozás már kicsúszott a kezeink közül, és másképp, mint radikális eredménnyel kecsegtető új technológiai megoldásokkal, nem állíthatjuk meg azt. A kutatásokat persze a tudományos érdeklődés is hajtja, hogy minél inkább megismerjük a minket körülvevő világ működését.
Mi is az a geomérnökösködés?
A Föld átlaghőmérsékletét meghatározza a Napból – rövidhullámú elektromágneses sugárzás formájában – érkező energia mennyisége. A Föld felszíne e sugárzás jelentős részét (mintegy 70%-át) elnyeli, ezáltal felmelegszik, és hőmérsékletének megfelelő mennyiségű hosszúhullámú sugárzást bocsát ki a légkörbe, valamint az űrbe. Az, hogy a Föld hőmérséklete emelkedik vagy csökken, az elnyelt és az űrbe kibocsátott energia egyenlegétől függ. A jelenleg megfigyelt globális felmelegedést az okozza, hogy a szinte állandó mennyiségű beérkező energia mellett az üvegházhatású gázok növekvő légköri koncentrációja megnehezíti a hosszúhullámú sugárzás kijutását: így az éghajlati rendszerben a belső energia mennyisége és ezzel a Föld átlagos hőmérséklete növekszik.
A geomérnökség (geoengineering) a bolygó energiaegyenlegébe való direkt beavatkozásra irányuló megoldások összefoglaló neve, melyek a beavatkozás célja alapján két nagy csoportra bonthatóak. Ezek
- a beérkező energia lecsökkentése, vagy
- a kimenő energia növelése.
Az előbbi csoportba tartoznak a napsugárzás-menedzsment (Solar Radiation Management, SRM), míg utóbbiba a szén-dioxid kivonás eszközei (Carbon Dioxide Removal, CDR).
A cél mindkét esetben hasonló: rövid távon negatívvá, hosszabb távon kiegyensúlyozottá tenni az energiamérleget. Ez elméletben jól is hangzik, de a geomérnöki „megoldások” visszacsatolásokra gyakorolt hatása, illetve a lezajló folyamatok fizikai háttere egyelőre nem ismert teljeskörűen. De a veszélyük nemcsak abban rejlik, hogy nem ismerjük a hosszú távú következményeket, hanem abban, hogy
a geomérnöki megoldások csak tüneti kezelésnek tekinthetőek, és elfedik a valódi problémát annak megoldása helyett.
Egy új függőség kialakítása
További veszély, hogy a geomérnöki megoldások csak akkor érik el kívánt céljukat, ha folyamatosan használjuk őket. De gondoljunk bele, mi történik akkor, ha – bármilyen okból kifolyólag, például egy időközben megismert veszélyes mellékhatás miatt – egyszer csak megszakítjuk alkalmazásukat? A technológiával így időlegesen lecsökkentett hőmérséklet a korábbinál még gyorsabban fog visszapattanni, mivel magát a kiváltó okot és hajtóerőt, az üvegházgáz-koncentrációt nem kezeltük.
Bár gondolhatnánk, hogy a geomérnöki megoldások csak átmenetileg és addig alkalmazandóak, amíg a felmelegedést és a klímaválságot okozó emberi tevékenységeket – ideértve egyebek között az üvegházgáz-kibocsátást, de a természetes szénelnyelők (pl. erdők) irtását is – mérsékelni sikerül, félő, hogy az új technológiák éppen ellene hatnának ezen folyamatoknak. A gyors eredménnyel kecsegtető technológiák alkalmazása az összes bizonytalanság ellenére is túl vonzó alternatíva lehet a biztos és kockázatmentes, alapvetően a kibocsátáscsökkentést célzó törekvésekhez képest.
Nemcsak arról van szó, hogy nem ismerjük jól a kockázatokat, a geomérnökösködés rengeteg egyéb kérdést is felvet: ki dönti el, milyen technológiát alkalmazzunk globális szinten? Egy-egy ország vagy szervezet ilyen irányú mesterséges beavatkozása negatívan befolyásolhat másokat. A tudományos kérdések mellett a téma így társadalmi, etikai kérdéseket is feszeget. De nézzünk most néhány gyakorlati problémát az egyes módszerekkel kapcsolatban.
Felhőfehérítés – harcban a napsugárzással
A napsugárzás-menedzsmentre (SRM) számtalan ötlet merült már fel, kozmikus árnyékolók használatától a bolygó fényvisszaverési mértékének (albedójának) megváltoztatásáig. Utóbbit például aeroszolok magaslégkörbe fecskendezésével, a felhők „kifehérítésével”, mesterséges felszínek – tetők, utak – világosra festésével, az óceán felszínének felhabosításával lehetne elérni.
Nézzünk egy látványos példát: hogyan fehéríthetnénk ki a felhőket, és mit érhetünk el ezzel? Az ötlet lényege, hogy a sok kis cseppből álló felhőnek nagyobb az albedója, mint a kevés nagyobb cseppből állónak (vagyis több fényt ver vissza). Megfelelő időjárási körülmények között, mint például a lenti műholdképen, a felhővel borított égbolton is láthatóvá válik a hajók nyomvonala fényes fehér csíkok képében. A hajók által kibocsátott aeroszol részecskék ugyanis kondenzációs magként működnek: jelenlétük hatására több és kisebb cseppecske alakul ki, mint a szennyeződéstől mentes területeken, ezáltal ezek a felhők fényesebbnek (fehérebbnek) és vastagabbnak tűnnek. Bármennyire érdekes is a jelenség, úgy tűnik, alkalmazhatósága a klímaváltozás kezelésére regionálisan limitált.
Ózoncsökkenés, savas esők a kockázati oldalon
A napsugárzás-menedzsment kérdése már az IPCC 1,5 fokos külön jelentésében is felmerült, ebben összefoglalták az addig megjelent tudományos publikációk eredményeit a témában. A legtöbb vizsgálat ezidáig a sztratoszferikus aeroszol befecskendezés (Stratospheric Aerosol Injection, SAI) esetében történt. Az ötlet a vulkánok működésén alapul, a vulkánkitöréskor a magaslégkörbe kerülő anyagok ugyanis néhány évre átlagosan 0,5-1 °C globális átlaghőmérséklet-csökkenést képesek kiváltani.
A módszer viszonylag olcsó, ugyanakkor komoly mellékhatásai vannak: például a csapadékmintázatok vagy a cirkulációs rendszerek megváltoztatása. Ha kén-dioxidot fecskendezünk a sztratoszférába, az ott zajló kémiai és mikrofizikai folyamatok megzavarásával ózoncsökkenést – ezzel a már jól ismert káros UV-sugárzást – és savas esők veszélyét kockáztatjuk. Persze más anyagok is szóba jöhetnek, amerikai kutatók például a krétaporral szeretnének kísérletezni. Az ugyanis ipari mennyiségben előállítható, a természetben nagy mennyiségben megtalálható (bár nem a sztratoszférában), az emberi egészségre nem ártalmas. Viszont láttunk már olyat korábban is, hogy bizonyos kémiai anyagok használatakor nem várt mellékhatások jelentkeztek.
A többi felmerült SRM-módszer hatásai még kevésbé ismertek, de mindegyik magában hordozza többek közt a csapadék- és az ózonkoncentráció-változás, valamint a biodiverzitás lehetséges csökkenésének kockázatát.
Noha az elmúlt évtizedekben aktívan kutatott kérdésekről van szó, és a méréseknek, laboratóriumi kísérleteknek, modellezésnek köszönhetően nagy részükben megismertük a mögöttes fizikai folyamatokat, a kapcsolati háló összetettsége okán még mindig nem minden kérdés tisztázott teljes mértékben, egyes pontokban jelentős lehet a bizonytalanság. Például a felhőzet és a hőmérséklet viszonya (hogy pozitív vagy negatív a köztük lévő visszacsatolás) függ többek közt attól, milyen típusú, vastagságú, magasságban lévő, élettartamú felhőkről van szó, globális hatásuk megállapításához pedig ráadásul ezek eloszlását kell ismernünk (vagyis hol, mikor, melyiket találjuk), összesítenünk.
Ne nyúljunk rögtön egy bizonytalan vészmegoldáshoz
Az évmilliók alatt felhalmozódott fosszilis tüzelőanyagok pár évszázad alatt történő felhasználásával már így is egy globális léptékű kísérletet folytatunk. A szerteágazó kölcsönhatások, visszacsatolások, valamint a rendszer tehetetlensége miatt sok időbe telt az éghajlati rendszer működésének megértése. Az emberi tevékenység következtében a múltban is kialakultak nem várt mellékhatások, most pedig azzal is tisztában vagyunk, hogy ismereteink még foghíjasak. Éppen ezért a szakirodalom a napsugárzás-menedzsmentet csak a mélyadaptáció kiegészítéseként javasolja, például a túllövési forgatókönyvekben. Vagyis akkor, ha már minden mást megpróbáltunk – hogy még egy kis időt nyerjünk addig, míg a többi kezelés hatni nem kezd.
