Scienziati: Spray The Stratosphere, Dim The Sun, Cool The Planet

Zhen Dai regge un tubicino di vetro ricoperto da una polvere bianca: carbonato di calcio, un composto onnipresente usato in tutto, dalla carta e cemento al dentifricio e ai mix di torte. Metti una compressa nell'acqua e il risultato è un antiacido gassoso che calma lo stomaco. La domanda di Dai, dottoranda presso l'Università di Harvard a Cambridge, nel Massachusetts, e dei suoi colleghi è se questa sostanza innocua potrebbe anche aiutare l'umanità ad alleviare l'ultimo caso di indigestione: il riscaldamento globale causato dall'inquinamento da gas serra.

L'idea è semplice: spruzzare un mucchio di particelle nella stratosfera e raffredderanno il pianeta riflettendo alcuni dei raggi del Sole nello spazio. Gli scienziati hanno già assistito al principio in azione. Quando il Monte Pinatubo è esploso nelle Filippine nel 1991, ha iniettato circa 20 milioni di tonnellate di anidride solforosa nella stratosfera, lo strato atmosferico che si estende da circa 10 a 50 chilometri sopra la superficie terrestre. L'eruzione ha creato una foschia di particelle di solfato che ha raffreddato il pianeta di circa 0.5 ° C. Per circa 18 mesi, la temperatura media della Terra è tornata a quella che era prima dell'arrivo della macchina a vapore.

L'idea che gli umani potrebbero abbassare il termostato della Terra con mezzi artificiali simili è vecchia di diversi decenni. Si inserisce in una più ampia classe di schemi di raffreddamento del pianeta noti come geoingegneria che hanno generato a lungo un intenso dibattito e, in alcuni casi, la paura.

I ricercatori hanno ampiamente limitato il loro lavoro su tali tattiche ai modelli di computer. Tra le preoccupazioni c'è che l'oscuramento del Sole potrebbe ritorcersi contro, o almeno svantaggiare fortemente alcune aree del mondo, ad esempio derubando i raccolti di luce solare e spostando i modelli di pioggia.

Ma mentre le emissioni continuano ad aumentare e le proiezioni climatiche rimangono disastrose, le conversazioni sulla ricerca sulla geoingegneria stanno iniziando a guadagnare più forza tra scienziati, responsabili delle politiche e alcuni ambientalisti. Questo perché molti ricercatori sono giunti alla conclusione allarmante che l'unico modo per prevenire i gravi impatti del riscaldamento globale sarà o aspirare enormi quantità di anidride carbonica dall'atmosfera o raffreddare artificialmente il pianeta. O, forse più probabilmente, entrambi.

Se tutto andrà come previsto, il team di Harvard sarà il primo al mondo a spostare la geoingegneria solare fuori dal laboratorio e nella stratosfera, con un progetto chiamato Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx). La prima fase - un test da $ 3 da un milione di dollari che coinvolge due voli di una mongolfiera orientabile 20 chilometri sopra il sud-ovest degli Stati Uniti - potrebbe essere avviata già nella prima metà di 2019. Una volta in atto, l'esperimento rilascerebbe piccoli pennacchi di carbonato di calcio, ciascuno di circa 100 grammi, approssimativamente equivalenti alla quantità trovata in una bottiglia media di antiacido standard. Il palloncino si gira quindi per osservare come si disperdono le particelle.

Il test stesso è estremamente modesto. Dai, il cui lavoro di dottorato negli ultimi quattro anni ha comportato la costruzione di un dispositivo da tavolo per simulare e misurare le reazioni chimiche nella stratosfera prima dell'esperimento, non sottolinea le preoccupazioni su tale ricerca. "Sto studiando una sostanza chimica", dice. "Non è come se fosse una bomba nucleare."

Tuttavia, l'esperimento sarà il primo a volare sotto lo stendardo della geoingegneria solare. E così è sotto intenso controllo, anche da parte di alcuni gruppi ambientalisti, che affermano che tali sforzi rappresentano una pericolosa distrazione dall'affrontare l'unica soluzione permanente ai cambiamenti climatici: ridurre le emissioni di gas serra. Il risultato scientifico di SCoPEx non ha molta importanza, afferma Jim Thomas, direttore esecutivo del gruppo ETC, un'organizzazione di difesa ambientale a Val-David, vicino a Montreal, in Canada, che si oppone alla geoingegneria: "Questo è tanto un esperimento in cambiare le norme sociali e attraversare una linea in quanto è un esperimento scientifico. "

Consapevole di questa attenzione, il team si sta muovendo lentamente e sta lavorando per creare una chiara supervisione dell'esperimento, sotto forma di un comitato consultivo esterno per rivedere il progetto. Alcuni sostengono che tale quadro, che potrebbe spianare la strada a futuri esperimenti, è persino più importante dei risultati di questo test. "SCoPEx è il primo ad uscire e sta innescando un'importante conversazione su come dovrebbero essere la guida indipendente, i consigli e la supervisione", afferma Peter Frumhoff, capo scienziato del clima presso la Union of Concerned Scientists di Cambridge, nel Massachusetts, e un membro di un panel indipendente incaricato di selezionare il capo del comitato consultivo. "Farlo nel modo giusto è molto più importante che farlo in fretta."

Unire le forze

In molti modi, la stratosfera è il luogo ideale per cercare di rendere l'atmosfera più riflessiva. Piccole particelle iniettate lì possono diffondersi in tutto il mondo e rimanere in alto per due anni o più. Se collocati strategicamente e regolarmente in entrambi gli emisferi, potrebbero creare una coperta relativamente uniforme che proteggerebbe l'intero pianeta (vedi "Intervento globale"). Il processo non deve essere estremamente costoso; in un rapporto del mese scorso, il gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici ha suggerito che una flotta di velivoli ad alto volo potrebbe depositare abbastanza zolfo per compensare all'incirca 1.5 ° C di riscaldamento per circa $ 1 miliardi a $ 10 miliardi all'anno¹.

La maggior parte della ricerca sulla geoingegneria solare finora si è concentrata sul biossido di zolfo, la stessa sostanza rilasciata dal Monte Pinatubo. Ma lo zolfo potrebbe non essere il miglior candidato. Oltre a raffreddare il pianeta, gli aerosol generati in quell'eruzione hanno accelerato la velocità con cui i clorofluorocarburi riducono lo strato di ozono, che protegge il pianeta dalla dannosa radiazione ultravioletta del Sole. Gli aerosol al solfato sono anche riscaldati dal sole, abbastanza da influenzare potenzialmente il movimento dell'umidità e persino alterare il flusso del getto. "Ci sono tutti questi effetti a valle che non comprendiamo appieno", afferma Frank Keutsch, chimico atmosferico di Harvard e principale investigatore di SCoPEx.

Gli esperimenti stratosferici iniziali del team SCoPEx si concentreranno sul carbonato di calcio, che dovrebbe assorbire meno calore rispetto ai solfati e avere un impatto minore sull'ozono. Ma le risposte da manuale - e persino il dispositivo da tavolo di Dai - non riescono a catturare l'immagine completa. "In realtà non sappiamo cosa farebbe, perché non esiste nella stratosfera", afferma Keutsch. "Questo crea una bandiera rossa."

SCoPEx mira a raccogliere dati del mondo reale per risolvere questo problema. L'esperimento è iniziato come una collaborazione tra il chimico atmosferico James Anderson di Harvard e il fisico sperimentale David Keith, che si è trasferito all'università nel 2011. Keith ha studiato una varietà di opzioni di geoingegneria per più di 25 anni. Nel 2009, mentre era all'Università di Calgary in Canada, ha fondato la società Carbon Engineering, a Squamish, che sta lavorando per commercializzare la tecnologia per rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera. Dopo essersi unito ad Harvard, Keith ha utilizzato i fondi per la ricerca ricevuti dalla Bill & Melinda Gates Foundation di Seattle, Washington, per iniziare a pianificare l'esperimento.

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