Punto chiave del seguente articolo di Ken Caldeira e Govindasamy Bala: La geoingegneria solare è al centro della ricerca da oltre 50 anni. Ken Caldeira è stato in prima linea tra gli ingegneri climatici, con un noto mentore, Edward Teller, anche nel contrastare con metodi poco scientifici gli attivisti che già vedono in atto la dispersione di sostanze nei cieli.
Nelle sue riflessioni sulle applicazioni future, non ha nascosto il suo scetticismo e le sue preoccupazioni.
Caldeira, come la maggior parte degli ecologisti di data storica, ha intrapreso un percorso che va nella direzione opposta. Non si preoccupano di curare la natura, ma di metterci le mani sopra.
Matthias Hancke aveva intervistato Caldeira nel suo documentario Overcast, doppiato in italiano.
Il futuro della Terra – Riflettendo su 50 anni di ricerca sulla geoingegneria
Ken Caldeira, Govindasamy Bala
(pubblicato nel 2016)
Il passato
L’incarico di riflettere sugli sviluppi dell’ultimo decennio indica una visione ancora “giovane” della storia. Piuttosto che utilizzare il documento di Crutzen [2006] come occasione per una riflessione su scala decadale, potremmo benissimo utilizzare il rapporto del 1965 del President’s Science Advisory Committee (PSAC) all’allora presidente Lyndon Johnson [President’s Science Advisory Committee, 1965] come punto di partenza per riflettere sull’evoluzione del campo su una scala temporale di mezzo secolo. Il rapporto del PSAC sollevava la possibilità della geoingegneria dell’albedo per compensare i cambiamenti climatici indotti dalla CO2, ma non prendeva nemmeno in considerazione la riduzione delle emissioni. Probabilmente, la storia della geoingegneria è più lunga di quella della riduzione delle emissioni. Le opzioni di geoingegneria discusse in quel rapporto includevano l’immissione di particelle riflettenti sugli oceani e la modifica dei cirri. Gli obiettivi della geoingegneria presi in considerazione comprendevano la prevenzione del riscaldamento globale e l’inibizione della formazione di uragani.
La proposta di Mikhail Budyko di collocare gli aerosol nella stratosfera è stata descritta per la prima volta nel suo libro del 1977 “Climatic Changes” [Budyko, 1977]. Il libro è apparso originariamente in lingua russa nel 1974. Budyko stimava che sarebbe stato necessario immettere nella stratosfera circa 200.000 tonnellate di zolfo per compensare il riscaldamento verificatosi tra il 1920 e il 1940. Per questo motivo, nel prossimo futuro sarà necessario modificare il clima per mantenere le condizioni climatiche attuali”. E continua: “Queste misure di modificazione del clima hanno lo scopo di prevenire o indebolire i cambiamenti climatici che potrebbero verificarsi in alcuni decenni come risultato dell’attività economica dell’uomo. Tale modifica, tuttavia, non è al di là delle capacità della tecnologia moderna. Nel prossimo futuro sarà apparentemente possibile modificare il clima, … producendo un calo della temperatura globale di diversi gradi”. Budyko ha suggerito che il contenuto di zolfo dei carburanti nei voli stratosferici potrebbe essere regolato per mantenere un clima stabile. Budyko considerava la gestione attiva del clima un imperativo morale, scrivendo: “Se siamo d’accordo sul fatto che è teoricamente possibile… diventa nostro dovere sviluppare un piano di modifica del clima che mantenga le condizioni climatiche esistenti…”.
Nel 1989, James Early pubblicò un’analisi che suggeriva che la luce solare poteva essere deviata lontano dalla Terra con satelliti posti tra la Terra e il Sole [Early, 1989]. Nel 1992, la geoingegneria solare è stata evidenziata in un rapporto del Consiglio Nazionale delle Ricerche degli Stati Uniti [National Research Council, 1992 ]. Questo studio ha esaminato una serie di opzioni che oggi sono in gran parte valide, prendendo in considerazione concetti come gli specchi spaziali e i micropalloni. Il rapporto del NRC concludeva: “Queste idee potrebbero meritare un ulteriore studio… ma non sembrano ora essere degne di grandi sforzi. Dovrebbero comunque essere tenute presenti, perché i cambiamenti tecnologici potrebbero renderle più invitanti”.
Nel 1990, uno degli autori di questo commento (Caldeira) lavorava come scienziato in scambio nel laboratorio di Mikhail Budyko in quella che allora era Leningrado. Mentre lavorava nel laboratorio di Budyko, Caldeira si occupava di esaminare le differenze tra cambiamenti climatici transitori e di assestamento, e non di geoingegneria. Sebbene Caldeira fosse a conoscenza delle proposte di geoingegneria di Budyko, non hanno mai discusso di geoingegneria solare.
Il nostro lavoro sulla geoingegneria solare è il risultato diretto dell’ascolto di un contributo di Lowell Wood a una riunione del 1998 dell’Aspen Global Change Institute. (Lowell Wood aveva lavorato con Edward Teller per capire il potenziale di controllo del clima attraverso l’uso di aerosol stratosferici [Teller et al., 1997]). Wood sosteneva che la geoingegneria degli aerosol dovrebbe essere in grado di invertire la maggior parte degli effetti radiativi dell’anidride carbonica. Questa posizione è stata accolta con scetticismo da diversi presenti, tra cui David Keith e Caldeira. Una conseguenza di ciò fu che Caldeira tornò nel suo ufficio e lavorò con Govindasamy Bala per realizzare la prima modellazione tridimensionale della circolazione generale degli scenari di geoingegneria solare Govindasamy and Caldeira, [2000].
Edward Teller e i colleghi del Lawrence Livermore National Laboratory (in particolare Lowell Wood) hanno redatto una serie di tre rapporti sulla geoingegneria solare [Teller et al., 1997, 1999, 2002]. Il rapporto del 1997 sosteneva che i benefici della geoingegneria solare avrebbero potuto superare i costi di un fattore 100 o più. Si proponeva “una ricerca diretta alla realizzazione a breve termine di uno o più di questi approcci poco costosi per annullare gli effetti dell’iniezione di ‘gas serra’”. I coautori di quell’articolo erano anche coautori del rapporto Teller del 1999, che includeva alcuni dati preliminari poi apparsi in Govindasamy e Caldeira [2000].
In un capitolo del libro “Engineering Response to Global Climate Change: Planning a Research and Development Agenda”, intitolato ‘Geoengineering Climate’, Flannery et al. [ 1997] discutono le potenzialità di una serie di opzioni di geoingegneria che comprendono metodi di rimozione dell’anidride carbonica (CDR), come il rimboschimento e la fertilizzazione oceanica con ferro, e opzioni di geoingegneria solare, come gli aerosol stratosferici e lo sbiancamento delle superfici terrestri e oceaniche. Tuttavia, i ricercatori osservano con cautela: “Le nostre raccomandazioni più forti riguardano la prosecuzione degli sforzi per comprendere meglio la miriade di processi che interagiscono nel sistema climatico e per migliorare la nostra capacità di prevedere i cambiamenti climatici. Questi sono prerequisiti essenziali per la valutazione, e ancor meno per l’attuazione, di qualsiasi strategia di intervento diretto”.
Nel 2000, il campo della ricerca sulla geoingegneria solare era considerato abbastanza sviluppato da giustificare una revisione nella Annual Reviews of Energy and Environment [Keith, 2000]. Questa rassegna di ampio respiro non prendeva in considerazione solo gli aspetti della scienza fisica, ma anche le dimensioni politiche, legali ed etiche. Nel 2001, la rivista Nature ha pubblicato un breve articolo di David Keith che illustrava le principali proposte di geoingegneria [Keith, 2001]. In questo pezzo si sottolineava anche che la definizione di “geoingegneria” riguardava sia la scala che l’intento delle azioni.
Il 2000 è stato anche l’anno della prima pubblicazione, sottoposta a peer-review, di una simulazione di geoingegneria solare che utilizza un moderno modello climatico tridimensionale (Figura 1) [[Govindasamy and Caldeira, 2000]. Questo studio ha dimostrato che gli schemi di geoingegneria solare potrebbero ridurre notevolmente i cambiamenti climatici regionali e stagionali causati dalla CO2. Uno studio del 2002 è stato il primo a modellare gli effetti della geoingegneria solare sulla biosfera terrestre [Govindasamy et al., 2002]. Questo studio ha rilevato che, in uno scenario di geoingegneria solare, gli effetti della fertilizzazione da CO2 erano maggiori e di segno opposto rispetto agli effetti dell’oscuramento solare, e quindi ci si poteva aspettare che un mondo geoingegnerizzato ad alto contenuto di CO2 avesse una produttività netta primaria terrestre più elevata rispetto al mondo preindustriale.
Le non linearità che si manifestano a livelli più elevati di CO2 sono state esaminate in uno studio del 2003 [Govindasamy et al., 2003] in cui abbiamo dimostrato che la geoingegneria solare applicata in modo uniforme tenderebbe a raffreddare eccessivamente i tropici e a raffreddare meno i poli.
Nel 2006, la Carnegie Institution for Science ha co-sponsorizzato un workshop con la NASA-Ames sulla “Gestione della radiazione solare”, al quale ha partecipato un’ampia gamma di persone, tra cui scienziati di istituzioni accademiche e rappresentanti di organizzazioni non governative (http://ntrs.nasa.gov/search.
Questa breve e incompleta rassegna intende dimostrare che le discussioni sulla geoingegneria sono in corso da più di mezzo secolo e che la ricerca attiva ha attraversato la maggior parte di questo periodo. L’editoriale di Crutzen del 2006 [Crutzen, 2006] è servito a rendere popolare la ricerca sulla geoingegneria, ma quando l’articolo di Crutzen è stato pubblicato, questa ricerca era già ben avviata. La maggior parte delle questioni sollevate da o sulla scia dell’articolo fondamentale di Crutzen [Crutzen, 2006] erano già state sollevate in precedenza. A Crutzen va il merito di aver portato la discussione a un pubblico più vasto. In seguito a Crutzen, la folla si è presentata al party e per molti è iniziata la storia della geoingegneria.
SEGUE Dopo Crutzen (2006) ad oggi …
vedi documento integrale, pubblicato nel 2016 https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016EF000454#eft2160-bib-0044
Conclusioni del testo
La geoingegneria ha una storia più lunga della riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Infatti, i consulenti scientifici del Presidente Johnson suggerirono che le proposte di geoingegneria potevano essere un modo per affrontare il riscaldamento globale [PSAC, 1965]. Questi consiglieri non menzionarono l’idea di ridurre le emissioni di gas serra. La ricerca è andata avanti a rilento fino a quando l’importante articolo di Crutzen del 2006 ha stimolato un ampio interesse per le idee sulla geoingegneria. Dopo l’articolo di Crutzen, c’è stata un’impennata di pubblicazioni sul concetto di geoingegneria. Tuttavia, questa impennata non può essere sostenuta senza un aumento sostanziale dei finanziamenti dedicati. Nonostante alcuni finanziamenti per la ricerca sulla geoingegneria solare, non c’è un grande sforzo sostenuto per sostenere questa ricerca. A meno che non ci sia un sostanziale aumento delle risorse disponibili per sostenere la ricerca sulla geoingegneria solare, è probabile che questa attività di ricerca diminuisca nel tempo fino a scomparire, tornando ancora una volta al suo status di attività part-time di un piccolo numero di ricercatori interessati che lavorano con risorse estremamente limitate.
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