Devil’s Bargain

We hebben al technologie voor planeetkoeling. Het probleem is dat het ons doodt.

Door Eric Holthaus

Een trope van sciencefictionfilms tegenwoordig, van Snowpiercer tot Geostorm, is dat ons onvermogen om de klimaatverandering aan te pakken ons uiteindelijk zal dwingen een arsenaal aan onbewezen technologieën in te zetten om de planeet te redden. Denk aan zonafbuigende ruimtespiegels of chemisch veranderde wolken. En omdat dit sciencefictionfilms zijn, wordt aangenomen dat deze grootse experimenten op het gebied van geo-engineering vreselijk mis zullen gaan.

De fictie, zo suggereert nieuw bewijs, kan veel dichter bij de realiteit staan ​​dan we dachten.

Wanneer de meeste mensen horen “ c beperken verandering”, denken ze aan broeikasgassen die de planeet oververhitten. Maar er is nog een ander product van de industrie die het klimaat verandert dat weinig publieke aandacht heeft gekregen: spuitbussen. Het zijn microscopisch kleine vervuilingsdeeltjes die, per saldo, zonlicht weerkaatsen naar de ruimte en de planeet helpen afkoelen, wat een cruciaal tegenwicht vormt voor de opwarming van de aarde door broeikasgassen.

Een poging om dit natuurlijke koelvermogen van aerosolen te combineren, werd lang beschouwd als een mogelijke laatste wanhopige poging om de opwarming van de aarde te vertragen. De belofte van planeetkoelingstechnologie is ook aangeprezen door techno-optimisten, types uit Silicon Valley en politici die niet graag willen dat de overheid iets doet om de uitstoot te beperken. “Geo-engineering houdt de belofte in om de problemen met de opwarming van de aarde aan te pakken voor slechts een paar miljard dollar per jaar”, schreef Newt Gingrich in een aanval op voorgestelde cap-and-trade-wetgeving in 2008.

Maar er is een addertje onder het gras. Ons overschot aan spuitbussen is een enorm probleem voor degenen onder ons die graag lucht inademen. Bij hoge concentraties zijn deze kleine deeltjes een van de dodelijkste stoffen die er bestaan, die diep in ons lichaam graven waar ze harten en longen kunnen beschadigen.

Luchtvervuiling door het verbranden van steenkool, autorijden en het gebruik van vuur om land te ruimen, is onder andere de vierde belangrijkste doodsoorzaak wereldwijd, met ongeveer 5,5 miljoen doden per jaar. Bijna iedereen loopt gevaar: ongeveer 92 procent van ons woont op plaatsen met gevaarlijk vervuilde lucht. Dat alleen al maakt het verminderen van luchtverontreiniging een noodzakelijk doel.

En toch kunnen we niet leven zonder spuitbussen, in ieder geval sommige. Natuurlijke aerosolen – stukjes stof, zout, rook en organische verbindingen die door planten worden uitgestoten – vormen een integraal onderdeel van de atmosfeer van onze planeet. Wolken zouden zonder hen waarschijnlijk geen regen kunnen maken. Maar net als bij broeikasgassen heeft menselijke activiteit geleid tot te veel aërosolen (de overmaat is luchtvervuiling), waarbij het grootste deel van de door mensen uitgestoten aërosolen in de lagere atmosfeer blijven hangen, waardoor hun impact op onze gezondheid verergert. Het resultaat is een duivels koopje: spuitbussen zijn nodig voor normaal weer en helpen de stijgende temperaturen te matigen, maar ze doden ons ook.

Volgens een nieuwe studie zitten we misschien vast in deze dodelijke omhelzing. Onderzoek door een internationaal team van wetenschappers dat onlangs in het tijdschrift Geophysical Research Letters is gepubliceerd, zegt dat het verkoelende effect van aerosols zo groot is dat het maar liefst de helft van het opwarmende effect van broeikasgassen heeft gemaskeerd. Spuitbussen kunnen dus niet worden weggevaagd. Haal ze weg en de temperatuur stijgt ‘s nachts.

Het blijkt dat we al decennia lang onbewust geo-engineering uitvoeren, en net als in de films is het ontspoord.

Mensen zijn zich al eeuwen bewust van de invloed van spuitbussen. In de jaren 1200 klaagden Londenaren over de wolken van kolenrook. In 1783 merkte Benjamin Franklin op dat kleine deeltjes van vulkaanuitbarstingen de neiging hadden om het weer te koelen. In de late jaren 1800 en vroege jaren 1900 blokkeerde de dichte rook van steenkool het daglicht in Chicago, Pittsburgh, St. Louis en tal van andere steden.

In 1990 zei het eerste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change, een selecte groep van ‘s werelds beste experts op het gebied van klimaatwetenschap, dat “er geen twijfel over bestaat dat aerosoldeeltjes het klimaat op aarde beïnvloeden.”

De berg Pinatubo in de Filippijnen barstte het jaar daarop los en vormde een natuurlijk laboratorium voor het bestuderen van de impact van aerosolen. Het resulterende onderzoek leverde wetenschappers solide bewijs dat deeltjes in de atmosfeer de neiging hadden om de planeet af te koelen.

In de decennia die volgden, bleven wetenschappers puzzelen over hoe aerosolen uit uitlaatpijpen en schoorstenen het weer precies veranderen, deels omdat de deeltjes ongelooflijk moeilijk te bestuderen zijn. Wetenschappers hebben afgelegen uithoeken van de wereld gezocht, ver weg van industriële vervuiling, zoals de zeeën rond Antarctica, om ze te onderzoeken. Omdat aërosolen veel groter zijn dan luchtmoleculen, hebben ze de neiging om binnen enkele dagen of weken nadat ze zijn vrijgegeven uit de lucht te vallen – een relatief korte levensduur.

Er is ook een 10.000-voudig bereik in hun maten en een grote verscheidenheid aan bronnen, waardoor hun gedrag relatief onvoorspelbaar is. Zwarte koolstof-aërosolen van bosbranden bijvoorbeeld, hebben de neiging wolkenvorming te onderdrukken door de lucht te verwarmen en kleine waterdruppeltjes te laten verdampen. Sulfaataerosolen uit verbranding van steenkool kunnen wolken groter maken en regenbuien sterker maken. Er is gedocumenteerd bewijs dat onweersbuien in China wekelijks variëren, in overeenstemming met de fabrieksschema’s.

Wat duidelijk is, is dat ze ons afkoelen. Als we de wereldeconomie van de ene op de andere dag op magische wijze zouden transformeren en de luchtvervuiling tot bijna nul zou dalen, zouden we volgens de nieuwe studie een onmiddellijke stijging van de mondiale temperatuur tussen 0,5 en 1,1 graden Celsius krijgen. (Ter referentie: het klimaat is sinds het begin van de industriële revolutie in de 19e eeuw met ongeveer 1,2 graden Celsius opgewarmd.) De opwarming zou geconcentreerd zijn in de grote steden van het noordelijk halfrond, dichtbij waar de meeste aerosolen worden uitgestoten. In de zwaarst getroffen delen van het sterk verstedelijkte Oost-Azië zou bijvoorbeeld de volledige verwijdering van aerosolen waarschijnlijk een groter effect hebben dan alle andere bronnen van klimaatverandering samen. De temperaturen in het noordpoolgebied kunnen oplopen tot wel 4 graden Celsius – een catastrofe die de regio verder naar een permanent ijsvrije staat zou duwen.

“Het is duidelijk dat de aanwezigheid van [aerosolen] een aanzienlijke hoeveelheid opwarming van de broeikasgassen maskeert”, zegt Cat Scott, een research fellow aan de Universiteit van Leeds wiens eigen werk wetenschappers heeft geholpen het verkoelende effect van aerosolen te begrijpen.

Dit plaatst onze steeds meer onderling afhankelijke mondiale beschaving in een moeilijke situatie. Doe de CO2-uitstoot weg om de opwarming van de aarde tegen te gaan en je raakt aerosols kwijt, waardoor de temperatuur weer omhoog gaat.

Dus wat doen we?

In dit geval doet Hollywood het goed. Onze onwil om de koolstofemissies snel genoeg te verminderen, maakt dat de twee doelstellingen, namelijk het elimineren van luchtvervuiling en het beperken van de opwarming van de aarde, elkaar wederzijds uitsluiten. Op onze huidige weg is een ramp onvermijdelijk. De enige keuze zou kunnen zijn om een ​​delicate en riskante gok aan te gaan. Het zou inhouden dat de vervuiling door fabrieken en uitlaatpijpen geleidelijk wordt geëlimineerd; ze te vervangen door kunstmatige aërosolen in de hogere atmosfeer, waar ze veel minder waarschijnlijk de menselijke gezondheid schaden; en dan hopen dat er niets (anders) ernstig misgaat.

In plaats van dat geo-engineering een laatste poging is om de ergste verwoestingen van klimaatverandering af te wenden, moet het onderdeel zijn van onze toolkit om het probleem op te lossen.

Het goede nieuws hier is dat eerdere pogingen om schadelijke aerosolen te verwijderen grotendeels succesvol zijn gebleken, vooral in de Verenigde Staten en Europa. De Amerikaanse Clean Air Act, een van de belangrijkste vruchten van de milieubeweging uit de jaren 70, leidde tot een scherpe en bijna onmiddellijke daling van de luchtvervuiling, waardoor waarschijnlijk miljoenen levens werden gered.

“Dit is bekend terrein, althans vergeleken met het enorm verminderen van de CO2-uitstoot”, zegt Bjorn Samset, onderzoeksdirecteur bij het Noorse Centrum voor Internationaal Klimaatonderzoek en hoofdauteur van de studie in Geophysical Research Letters .

Het is niet toevallig dat de temperatuur op aarde eind jaren zeventig begon te stijgen nadat de Clean Air Act was aangenomen, waarmee een einde kwam aan een relatief stabiele periode van 30 jaar van wereldwijde temperaturen. Die naoorlogse jaren werden gekenmerkt door de snelle, door kolen aangedreven economische groei van het land, die het noordelijk halfrond in spuitbussen baadde.

Dit patroon herhaalt zich nu in Azië. De snelle economische opkomst van China in de afgelopen decennia en de resulterende aerosolemissies hebben de lucht in Shanghai, Peking en andere megasteden zwart gemaakt – en waarschijnlijk bijgedragen aan een korte vertraging van het tempo van de opwarming van de aarde. China heeft gereageerd op de publieke verontwaardiging over de luchtpocalyps van het land door vervuilingscontroles in te voeren. En er zijn eerste aanwijzingen dat ze beginnen te werken.

Samset denkt dat de onmiddellijke gezondheidsvoordelen van het terugdringen van luchtverontreiniging betekenen dat China waarschijnlijk zal vasthouden aan deze inspanningen, ondanks de mogelijke opwarmingseffecten. “Het is zeer aannemelijk dat het opruimen van Aziatische aerosols – dat levens redt door de luchtvervuiling te verminderen – voorrang kan krijgen boven sterke reductie van broeikasgassen”, legt hij uit.

Als dat gebeurt, bereid je dan voor op een nieuwe stijging van de opwarming.

Het tweede deel van de op film geïnspireerde formule – kunstmatige aërosolen in de bovenste atmosfeer pompen – zou in theorie ook moeten werken. Ballonnen en vliegtuigen konden goedaardige aërosolen zoals calciumcarbonaat (in wezen gebroken kalksteen) spuiten, dat door de wind door de bovenste atmosfeer zou worden gedragen. Een recente studie schatte dat er 6700 zakenvliegtuigen per dag nodig zouden zijn – uitgerust met spuitapparatuur – om voldoende aerosolen in de stratosfeer te houden om het klimaat met een graad Celsius te koelen. De kosten: $ 20 miljard per jaar, min of meer in lijn met de schatting van Gingrich van tien jaar geleden. Het is alleen dat er veel onzekerheid is over wat er daarna zou gebeuren.

Wat ooit het rijk was van enge science fiction en complottheorie, wordt nu de hoofdstroom van atmosferische studie – alleen degenen die nu de experimenten uitvoeren, zijn duidelijk over de risico’s.

Frank Keutsch, een chemicus die betrokken is bij het Harvard-experiment, vertelde de Harvard Gazett dat “geo-engineering is als het nemen van pijnstillers.” Ze lossen de onderliggende oorzaak niet op en kunnen de situatie zelfs erger maken.

“We kennen de effecten van geo-engineering echt niet”, zei hij. “Daarom doen we dit onderzoek.”

En als geo-engineering met spuitbussen de opwarming kan compenseren? Volgens een andere recente studie gepubliceerd in Nature Ecology and Evolution zou ook dat rampzalige bijwerkingen kunnen hebben.

Het starten van een geo-engineeringproject op planetaire schaal zou “een breed scala aan onbedoelde regionale gevolgen” hebben, zegt Samset. Een van de grootste risico’s is dat de koeling ook goed zou werken en verschuivingen in ecosystemen zou veroorzaken met “ongekende snelheden”, aldus de studie van Nature Ecology and Evolution . Dat zou een fatale schok kunnen zijn voor dieren en planten die al gestrest zijn door decennia van opwarming.

“Ik kan me voorstellen dat er mondiale conflicten uitbreken over dit soort acties”, zegt Susanne Bauer van het NASA Goddard Institute for Space Studies, een van Samsets co-auteurs. “Aan de andere kant ben ik van mening dat geo-engineering moet worden bestudeerd, alleen om bewust te zijn van en geïnformeerd te zijn over de mogelijkheden.”

De nieuwe bevindingen over spuitbussen veranderen niets aan een simpel feit: er is een overweldigende consensus onder wetenschappers en beleidsdeskundigen dat de mensheid niet genoeg doet om de klimaatverandering aan te pakken. Na 25 jaar wereldwijde onderhandelingen neemt de uitstoot van broeikasgassen nog steeds toe. Extreem weer wordt nu beschouwd als het grootste risico voor de wereldeconomie. En natuurlijk denkt de leider van ‘s werelds grootste economie dat het allemaal een hoax is.

De tijd dringt, maar dat betekent niet dat we roekeloos moeten zijn. We betreden snel een wereld waarin er geen goede opties meer zijn om klimaatverandering aan te pakken. Geo-engineering is gevaarlijk, maar dat geldt ook voor aerosolen, en dat geldt ook voor het versnellen van klimaatverandering. Zonder een echt Hollywood-wonder, zullen we waarschijnlijk enkele interventies moeten proberen die beter aan de film hadden kunnen worden overgelaten.