211service.com
Kyla planeten
Under de senaste två decennierna har olika nya planetkylningstekniker föreslagits - osannolika, monumentala projekt som att sätta i omloppsbana gigantiska speglar med tusen kilometer i diameter eller moln av biljoner oblattunna linser med fjärilsljus. Tills nyligen har sådana förslag legat i utkanten av acceptabel vetenskaplig spekulation. Nu, när den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) i sin rapport från den 3 februari hävdar att det finns en 90-procentig sannolikhet för att det senaste halvseklet av global uppvärmning har orsakats av människor, har tydligen ett milstolpeögonblick kommit. Fyra timmar efter att IPCC-rapporten släpptes hade till och med Vita huset (historiskt sett extremt fientligt inställda till idén om antropogena klimatförändringar) grävt fram en kommentar från 2001 av president George W. Bush som erkände att ökningen av växthusgaser till stor del skapades av människor. Följaktligen, medan mainstream acceptans av klimatförändringar innebär att striderna om vad mänskligheten borde do om det bara har börjat, övervägs radikala planetkylande tekniska möjligheter tillsammans med standardförslagen för att begränsa, minska eller binda koldioxidutsläpp.
Begreppet att lägga in en riktigt stor spegel mellan solen och jorden, som utnyttjar det faktum att vår planet redan reflekterar cirka 30 procent av inkommande solljus tillbaka till rymden genom att effektivt öka dess reflektionsförmåga, går tillbaka till 1980-talet. Ursprungligen föreslogs sådana speglar för att kyla Venus som en del av ett teoretiskt framtida försök att terraforma den planeten. Men 1989 noterade James Early från Lawrence Livermore National Laboratory förebuden om den globala uppvärmningen och föreslog att ett mått av solljus skulle avledas med en rymdskugga belägen vid Lagrangian Point L1 – en bana 1,5 miljoner kilometer upp, där jordens gravitation och solens gravitation. är balanserade så att ett föremål kan förbli stationärt i förhållande till båda kropparna.
Hur stor sköld tänkte Early på? En 2 000 kilometer i diameter och cirka 10 mikron tjock, med en vikt på cirka 100 megaton under jordens gravitation. Earlys sköld skulle ha varit antingen ogenomskinlig eller annars genomskinlig i form av en Fresnel-lins (den typ av lins som används i fyrar, där mängden material som krävs är reducerad från den som behövs i en konventionell sfärisk lins eftersom linsen är uppdelad i koncentriska ringformiga sektioner). Tidigt uppskattade kostnaden till 1 till 10 biljoner dollar. När det gäller att sätta ihop sin gigantiska spegel och placera den vid L1, föreslog Early att man skulle använda månsten för materialen och en tillverkningsanläggning på månens yta, och sedan skjuta upp komponenterna med en massförare från månen till L1.
Med tanke på hur mödosamt även mindre monteringsarbete på den internationella rymdstationens exteriör har varit, och med tanke på att NASA nästan säkert inte kommer att kunna uppfylla sitt schema för att återvända till månen 2020, verkar en sådan megakonstruktion inte omedelbart genomförbar. Förra året erbjöd Roger Angel, University of Arizona Regents Professor och Steward Observatory Mirror Laboratorys chef, en annan plan: att placera i omloppsbana vid L1 ett mycket stort antal små, redan sammansatta föremål. Angel presenterade sitt koncept för National Academy of Sciences i april 2006, fick ett NASA-bidrag för att finansiera ytterligare forskning och publicerade sedan en detaljerad artikel, Feasibility of Cooling the Earth with a Cloud of Small Spacecraft near L1.
Angels plan kräver små flygblad: genomskinliga ark två fot i diameter och 1/5 000 tum tjocka, som var och en väger ungefär ett gram under jordens gravitation. Biljoner av dessa föremål, enligt Angel, kunde tillsammans bilda ett cylindriskt moln med en diameter som är hälften så stor som jordens och en längd av 60 000 miles. Inskjutet på längden mellan solen och jorden vid L1, skulle detta moln jämnt minska solljuset på vår planets yta med 2 procent, vilket skulle vara tillräckligt för att kompensera för uppvärmningen som produceras av till och med en fördubbling av atmosfärens koldioxid.
Angel betonar att hans plan är ett nödalternativ, för användning endast om klimatförändringarna accelererar så att en global katastrof hägrar inom ett eller två decennier. Det är, säger han, ingen ersättning för att utveckla förnybar energi, den enda permanenta lösningen. Det är lika bra att Angel gör den kvalificeringen, eftersom han uppskattar att den totala massan av alla flygblad som utgör hans moln skulle vara 20 miljoner ton och totalt 20 elektromagnetiska bärraketer. För 10 000 dollar per pund är konventionella raketer ett oöverkomligt dyrt sätt att få så mycket massa i omloppsbana. Människor skulle behöva lansera en hög med flygblad var femte minut i 10 år för att få hela strukturen på plats.
Gregory Benford, professor i plasmafysik och astrofysik vid University of California, kommenterar: Hela den här L1-idén är snygg, men den kommer att kosta biljoner dollar, vi kan inte göra det direkt, och den vänjer sig vid att märka hela geoteknikområdet som rök och speglar. Benford, förutom att ha varit rådgivare för NASA, Department of Energy och Vita husets råd om rymdpolitik, har varit en science fiction-författare, och han skiljer noga mellan för närvarande genomförbara tekniska lösningar och de typer av avancerade möjligheter som han skriver om i sin skönlitteratur. Det här är roliga idéer för år 2 100. Men vi bor inte där. Folk förstår inte riktigt att vi aldrig mer under vår livstid kommer att se nivån av CO2 i atmosfären som vi njöt av igår. Våra barnbarn kommer förmodligen inte heller.
Vad ska göras? Andra forskare har föreslagit jordbaserade megamodifieringar i miljön, såsom reflekterande filmer som läggs över planetens öknar eller gödsling av haven med järn för att skapa enorma blomningar av växter som sedan skulle förbruka tonvis av koldioxid och, när växterna dog, dra kolet in i hav. Men även dessa åtgärder är problematiska och storslagna när de flesta europeiska och nordamerikanska miljöaktivister förblir engagerade i en internationell regim av koldioxidutsläppstak och avvisar idén om radikal ny teknik för att mildra klimatförändringarna som det tekniska samhället redan har skapat.
Å ena sidan har sådana människor en poäng i och med att varje global förändring av miljön som gick fel skulle vara ett botemedel som är värre än sjukdomen. Å andra sidan verkar det allt mer osannolikt att ett globalt avtal om utsläppstak kommer att antas inom kort. IPCC-rapporten hävdar att det finns en stor sannolikhet att jordens klimat redan har förflutit sig förbi punkten utan återvändo och att havsnivån kommer att fortsätta stiga i årtusenden. Samtidigt anländer miljarder människor i Kina och Indien till första världens bankettbord: enligt International Energy Agency kommer Kina om två år att passera USA som den största källan till koldioxidutsläpp. Den politiska omöjligheten av vad jag kallar den prohibitionistiska agendan – det vill säga kolförbud – ger en sorts hallucinogen kvalitet till diskussionen om global uppvärmning, säger Benford. Ingen ekonom jag känner tror att de globala koldioxidutsläppen kan hållas tillbaka inom ett sekel till den nivå vi har nu. Varje ekonom vet att tidsskalan för att förändra energiinfrastrukturen är minst ett halvt sekel till ett sekel, bara på grund av ersättningskostnaderna. Ekonomer är också vetenskapsmän, och att ignorera dem är inte bara blind: det är perverst.
Benford har ett förslag som har fördelarna av att både vara en av de enklaste planetkylningsteknikerna som hittills föreslagits och som initialt kan testas i ett lokalt sammanhang. Han föreslår suspension av små, ofarliga partiklar (storlek på en tredjedel av en mikron) på cirka 80 000 fot upp i stratosfären. Dessa partiklar kan bestå av kiselgur. Det är kiseldioxid, som är kemiskt inert, billig som jord och lätt krossbar till den storlek vi vill ha, säger Benford. Detta kunde till en början testas, säger han, över Arktis, där uppvärmningen redan är betydande och där få människor bor. Arktiska atmosfäriska cirkulationsmönster skulle mestadels begränsa de utplacerade partiklarna runt Nordpolen. Ett första experiment skulle kunna ske norr om 70 graders latitud, över Ishavet och utanför nationella gränser. Det faktum att ett sådant experiment är reversibelt är lika viktigt som att det är regionalt, säger Benford.
Är Benfords förslag realistiskt? Enligt Ken Caldeira, en ledande klimatforskare vid Stanford University och Carnegie Institution's Department of Global Ecology, verkar det som om vilken liten partikel som helst skulle göra susen i de nödvändiga mängderna. Jag har gjort ett antal datorsimuleringar av vad klimatresponsen skulle vara av att reflektera solljus, och alla tyder på att det skulle fungera ganska bra. Han tillägger, jag skulle inte se till dessa geotekniksystem som en del av normala politiska svar, men om dåliga saker börjar hända snabbt, kommer folk att kräva att något görs snabbt.
Med tanke på att våra sociala system skulle krascha utan den ekonomiska tillväxten som beror på den befintliga energiinfrastrukturen som vi har, anser Benford personligen att regeringar inte kan räknas med att utveckla och distribuera alternativ: Alla som tror att regeringar plötsligt kommer att gå till handling drömmer. Benford säger att en av fördelarna med hans system är att det skulle kunna implementeras ensidigt av privata parter. Att tillämpa dessa tekniker i den arktiska zonen eller till och med över hela planeten skulle vara så billigt att många privata parter skulle kunna göra det på egen hand. Det är verkligen en farlig idé eftersom det antyder att huvudaktören i detta drama inte kommer att vara nationalstaten längre. Du kan göra detta för hundra miljoner dollar om året. Du kan göra hela planeten för ett par miljarder. Det är otroligt billigt.