Tutti i candidati hanno l’idea di sostituire i combustibili fossili, ma nessuno di loro capisce la grandezza di questa soluzione o il tempo e il denaro necessari per farlo.

Solo per gli Stati Uniti, costerà circa 10.000 miliardi di dollari in 20 anni. Senza il nucleare, quel costo raddoppia a 20 trilioni di dollari in 30 anni. Per il mondo, costerà 65 trilioni di dollari – senza il nucleare costerà oltre 100 trilioni di dollari. Questi non sono numeri banali ed è improbabile che vengano spesi in tempo per aiutare. Ecco perché abbiamo bisogno della geoingegneria solare.

La geoingegneria solare è il processo con cui gli esseri umani riducono deliberatamente l’effetto dei gas serra che intrappolano il calore riflettendo una piccola frazione della luce solare nello spazio.

Sembra strano, ma non è così strano, o così difficile, come potrebbe sembrare. E sappiamo che funziona perché accade ogni volta che un enorme vulcano erutta. E li abbiamo studiati per oltre 100 anni.

Alcune serie magie scientifiche sono state applicate a questa idea nelle università di tutto il mondo. Il Solar Geoengineering Research Program di Harvard è un’iniziativa di ricerca dedicata interamente alla scienza, alla tecnologia e alla politica pubblica della geoingegneria solare.

Ma troppo pochi scienziati, e troppo pochi finanziamenti, sono stati applicati a questa soluzione. Il che è triste, visto che non serve a molto.

Ci sono diverse tecnologie per questo approccio, compresa l’iniezione di aerosol (goccioline sottili o particolati fini come polvere) nella stratosfera, dove spargerebbero parte della luce solare verso lo spazio, raffreddando così il pianeta riducendo la quantità di calore che entra nella bassa atmosfera (vedi figura).

La schiaritura delle nuvole marine è un altro modo per riflettere la radiazione solare nello spazio. Questo utilizzerebbe navi automatizzate per spruzzare goccioline di acqua di mare nell’atmosfera sopra l’oceano, dove evaporano per formare un’elevata concentrazione di aerosol di sale marino che seminano concentrazioni più elevate di goccioline di nuvole nelle nuvole sopra l’oceano, aumentandone la riflettività (vedi figura).

Secondo uno dei ricercatori di lunga data del campo, il dottor David Keith di Harvard, la geoingegneria solare potrebbe limitare gli effetti collaterali previsti del riscaldamento globale, come l’aumento del livello del mare e i cambiamenti nelle precipitazioni e in altri modelli meteorologici. Poiché questi cambiamenti avrebbero il loro impatto più potente sulle persone più vulnerabili del mondo, che non hanno le risorse per muoversi o adattarsi, Keith trova un forte caso etico per la ricerca sulla geoingegneria solare.

Inoltre, abbiamo geoingegnerizzato l’atmosfera per oltre un secolo – nella direzione sbagliata – iniettando enormi quantità di CO2 e altri gas serra nell’atmosfera. Come specie, non siamo stati all’altezza di combattere la crisi planetaria del riscaldamento globale. E, secondo tutte le misure, non lo faremo. Le emissioni globali continuano ad aumentare. Il petrolio e il gas continuano a diventare sempre più economici e facili da trovare, e il carbone è la fonte di energia più facile da piazzare in un paese povero con poche infrastrutture.

Per portare questo a casa, basta vedere come gli scienziati del clima stanno cercando un aiuto psichiatrico per la depressione, l’ansia e il PTSD che succede quando si vede un treno in arrivo ma nessuno sembra voler fare qualcosa – e tu sei sul treno.

E l’America sembra essersi abbuffata di carbonio. Stiamo producendo più petrolio, gas e carbone di qualsiasi altro paese, più che mai. Oltre a cercare di abrogare più di 80 regole ambientali che risalgono all’amministrazione Nixon, l’amministrazione Trump si è mossa per eliminare i limiti federali sulle emissioni di metano dalle operazioni di petrolio e gas.

Anche le compagnie petrolifere non vogliono questo.

Prima che gli Stati Uniti si ritirassero dagli accordi di Parigi sul clima, c’era un crescente scetticismo sul fatto che il mondo potesse, o volesse, diminuire le sue emissioni totali di gas serra entro il 2040 abbastanza da prevenire effettivamente il peggio del riscaldamento globale.

Tutti i modelli climatici mostrano che i prossimi 20 anni sono critici. Il meglio che possiamo fare è mantenere il riscaldamento a 3 o 4 °F, e solo se riusciamo ad azzerare le emissioni globali entro il 2040. Se non lo facciamo, le temperature aumenteranno di 6-8°F. Questo perché la CO2 ha un’emivita nell’atmosfera tra i 30 e i 300 anni, a seconda dei vari meccanismi chimici che rimuovono naturalmente la CO2 dall’atmosfera.

E questo è solo l’emivita.

Dobbiamo iniziare a ridurre le emissioni ora di quasi il 10% all’anno fino al 2040 quando le emissioni antropiche dovranno essere zero. È estremamente improbabile che raggiungiamo questo obiettivo – le emissioni globali stanno ancora crescendo e sembra che non cominceremo nemmeno a diminuire per almeno altri 10 anni. A quel punto dovremmo ridurre le emissioni del 20% all’anno.

Lasciatemelo dire chiaramente – non c’è modo di ridurre le emissioni di carbonio nei prossimi 20 anni in misura sufficiente a mitigare i peggiori effetti del cambiamento climatico.

Questo è davvero sconfortante. Ma non bisogna abbattersi troppo perché non è la fine. Molti scienziati si sono chiesti come rimuovere i gas serra dall’atmosfera o mitigare gli effetti in qualche altro modo. In effetti, un’intera disciplina scientifica si è evoluta intorno a questo problema e alcuni grandi lavori sono stati fatti.

Rimuovere i gas serra è molto difficile e molto costoso. Molto più costoso che evitare che entrino in primo luogo. Quindi, se ci rifiutiamo di spendere la quantità di denaro e gli sforzi necessari per ridurre le emissioni, certamente non spenderemo ancora di più cercando di farli uscire. Ma dobbiamo comunque provarci.

L’altra strategia è quella di mitigare gli effetti del riscaldamento raffreddando direttamente il pianeta. Il raffreddamento avviene naturalmente quando milioni di tonnellate di particelle come la fuliggine di enormi incendi, il particolato e i gas di grandi eruzioni vulcaniche, o quantità eccessive di cristalli di ghiaccio, entrano nell’atmosfera e bloccano i raggi solari in arrivo o li riflettono nello spazio.

Entrare nella geoingegneria solare.

La geoingegneria solare non dovrebbe sostituire la riduzione delle emissioni (mitigazione), la gestione di un clima che cambia (adattamento), o la rimozione e il sequestro del biossido di carbonio. La geoingegneria solare non cambia le concentrazioni di CO2 nell’atmosfera, tratta un sintomo – il calore.

È come mettere una seria protezione solare sul pianeta Terra, dandoci il tempo di capire come abbassare le nostre emissioni di carbonio fino a quasi zero.

Cambiare l’albedo della Terra, o riflettività, è l’obiettivo di queste strategie. Gli albedo più bassi catturano e trattengono la radiazione solare, gli albedo più alti la riflettono indietro.

Parlando da geologo, abbiamo visto gli effetti di raffreddamento dei grandi incendi e dei grandi vulcani nella documentazione geologica che risale a molti milioni di anni fa, quindi sappiamo che funziona, e come funziona. Quando l’enorme vulcano Krakatoa eruttò nel 1883, i miliardi di tonnellate di particolato lanciati nella stratosfera fecero scendere le temperature globali di circa due gradi. Ma quando il particolato è uscito dall’atmosfera negli anni successivi, l’effetto è scomparso.

Ma questi processi naturali sono incontrollati e in molti casi causano essi stessi grandi cambiamenti ambientali negativi. Naturalmente, il particolato e i gas che escono da un vulcano non sono quelli che sceglieremmo nella geoingegneria solare.

E questo è il punto della ricerca, dice il dottor Tom Ackerman dell’Università di Washington Dipartimento di Scienze dell’Atmosfera. Poiché abbiamo studiato le grandi eruzioni vulcaniche come Krakatoa, Tambora e Pinatubo, non ci sono vere incognite scientifiche di base. Sappiamo che gli aerosol stratosferici possono ottenere un raffreddamento che compensa la metà del riscaldamento derivante da un raddoppio delle concentrazioni di CO2.

Si tratta solo di capire come farlo efficacemente senza causare altri problemi.

Scegliendo dove rilasciare gli aerosol, si potrebbe creare uno strato di aerosol globale uniforme. Il suo spessore potrebbe essere variato a seconda delle necessità – più spesso alle alte latitudini o in un emisfero o nell’altro – per ottenere il risultato desiderato. Entro certi limiti.

Come descrive Keith, la geoingegneria solare ha tre caratteristiche essenziali: è economica, veloce e imperfetta. Stime consolidate mostrano che la geoingegneria solare è almeno 100 volte più economica del taglio delle emissioni nel compensare l’aumento della temperatura globale previsto fino al 2100.

Alcuni grammi di particelle nella stratosfera possono compensare il forcing radiativo di una tonnellata di anidride carbonica atmosferica. A circa 1.000 dollari a tonnellata metrica per la consegna dell’aerosol, questo aggiunge forse un miliardo di dollari all’anno, non i trilioni di dollari che ci vorranno per sostituire tutti i combustibili fossili con l’idroelettrico, il nucleare e le energie rinnovabili.

E dai 50 ai 100 milioni di dollari all’anno per circa 10 anni è tutto quello che ci vorrebbe per fare la ricerca necessaria per capire come fare questo bene. Questo è a malapena il costo di un singolo jet da combattimento, non molto per salvare il pianeta e metà delle specie presenti su di esso.

Non finanziare questo programma di ricerca è come essere troppo tirchi per comprare la crema solare, sapendo che il cancro alla pelle è di famiglia.

Questa ricerca risponderà a un sacco di cose, anche alle domande etiche se dovremmo farlo del tutto. Ma se non si fa la ricerca nei prossimi dieci anni, si potrebbe non essere in grado di implementarla correttamente quando ci si rende conto che dobbiamo farlo in fretta. E altri potrebbero farlo comunque, senza l’attenzione che potremmo mostrare.

I cinesi hanno specificamente detto che faranno esattamente questo se le cose sfuggono troppo di mano con il riscaldamento globale. E hanno un robusto programma di ricerca già in corso.

Come calcola Joseph Lassiter di Harvard, “Supponendo che l’umanità continui a fare un’aggiunta netta di CO2 nell’atmosfera ogni anno per un decennio, e che una parte dello scudo di aerosol di solfato si dissipi ogni anno, sarebbero necessarie continue iniezioni di quantità maggiori di solfati ogni anno per mantenere la concentrazione necessaria per gestire la temperatura terrestre.”

Per esempio, nel primo anno ci vorrebbero circa 25.000 tonnellate metriche di solfati dispensati da 1 o 2 aerei per compensare circa il 50% dell’aumento del riscaldamento di quell’anno. Per mantenere la riduzione del 50%, nell’anno due, dovrebbero essere distribuite circa 50.000 tonnellate di solfati e così via ogni anno nel futuro. Dopo 10 anni questo numero raggiungerebbe più di un milione di tonnellate metriche di solfati dispensate da 100 aerei.

Questo non è ancora molto. E dovremmo finalmente iniziare a diminuire le emissioni di carbonio dopo il 2030, diminuendo nei prossimi decenni fino a quando non avremo più bisogno della geoingegneria solare.

Siamo chiari – la geoingegneria solare non deve essere fatta, o anche solo considerata, come un sostituto per tagliare le emissioni di carbonio. È solo per comprarci i vari decenni di cui abbiamo bisogno per tagliare effettivamente le emissioni fino a quasi zero senza friggere il pianeta.

Questo perché la geoingegneria solare non può eliminare tutti i danni causati dal riscaldamento indotto dai gas serra, anche se cercasse di ripristinare le temperature medie globali ai livelli pre-industriali. Rispetto al riscaldamento causato dai gas serra – che intrappolano le radiazioni a onda lunga – le variabili climatiche come la temperatura e le precipitazioni rispondono diversamente al raffreddamento causato dalla geoingegneria solare che riflette le radiazioni a onda corta.

Per esempio, se le temperature fossero riportate ai livelli preindustriali dalla geoingegneria solare, il ciclo dell’acqua sarebbe più debole di quanto non fosse nel 1700.

Un punto importante da ricordare sulla geoingegneria solare è che è intrinsecamente autolimitante. Bisogna continuare a farla continuamente finché non si riesce a gestire le emissioni. Se ci si ferma, l’effetto scompare in un anno o due, quando gli aerosol escono dall’atmosfera, proprio come succede qualche anno dopo ogni grande eruzione vulcanica. La geoingegneria solare può essere regolata facilmente e con relativa rapidità, anche invertita, se gli effetti non piacciono. Non dovremmo accettare nemmeno un aumento della temperatura di qualche grado, potremmo mantenerla come vogliamo, persino raffreddarla un po’ per tornare a dove eravamo 100 anni fa.

Come dice Keith, “Poiché l’impatto del carbonio sul riscaldamento è più o meno per sempre, tutto ciò che possiamo ottenere in questo secolo tagliando le emissioni è smettere di peggiorare il problema. La geoingegneria solare permette un risultato più ottimistico. In combinazione con le tecnologie per rimuovere il carbonio che è già nell’atmosfera, permetterebbe all’umanità di puntare a ripristinare il clima preindustriale nel corso di due vite umane.”

E abbiamo tecnologie per rimuovere e catturare la CO2 dall’atmosfera, dall’oceano e dai combustibili fossili che vengono bruciati. Ci vorrà solo un po’ di tempo perché abbiano un impatto globale e per decidere dove mettere la CO2.

Quindi cosa metteremo nell’atmosfera? Sono stati presi in considerazione molti materiali, tra cui l’allumina, la polvere di diamante e il triioduro di bismuto, tutti con la speranza di diminuire gli effetti collaterali indesiderati come l’impoverimento dell’ozono che può verificarsi con lo zolfo.

Mi piacciono le particelle di carbonato di calcio, fondamentalmente calcare macinato o conchiglie marine. Non sono tossiche, non sembrano danneggiare lo strato di ozono, e cadendo nell’oceano aiuterebbero a mitigare un po’ l’acidificazione degli oceani.

I critici si preoccupano che la geoingegneria solare potrebbe avere conseguenze indesiderate, come il solfato che danneggia lo strato di ozono, e che concentrarsi su questo tipo di risposta è una distrazione dalla migliore risposta di diminuire le emissioni di carbonio. Anche i timori di un uso improprio da parte dei militari emergono.

Ma queste sono le domande che troverebbero risposta in un serio programma di ricerca.

Peter Frumhoff della Union of Concerned Scientists ha detto che “l’ingegneria solare è la risposta del pronto soccorso al cambiamento climatico. Dobbiamo averla pronta ma speriamo di non doverla mai usare. La medicina preventiva è sempre meglio.

Ma abbiamo fallito sul lato della medicina preventiva del riscaldamento globale. Stare accanto a una vittima di un incidente al pronto soccorso dicendo che ha bisogno di una dieta migliore e di esercizio fisico non è utile.