A globális felmelegedés elleni küzdelem egyik vitatott, ám egyre komolyabban vizsgált módszere a napfényt visszaverő részecskék légkörbe juttatása, az úgynevezett stratoszférikus aeroszol befecskendezés (SAI). Egykor marginális ötletnek számított, ma azonban számos tudományos kutatás foglalkozik azzal, hogyan működhetne ez a napenergia-módosító technológia. A Columbia Egyetem kutatói azonban figyelmeztetnek: a SAI megvalósítása sokkal bonyolultabb és bizonytalanabb, mint azt sokan gondolják.
Mi az a stratoszférikus aeroszol befecskendezés (SAI)?
A SAI egy olyan geo-mérnöki eljárás, amely során hatalmas mennyiségű, napfényt visszaverő apró részecskét juttatnak a Föld sztratoszférájába. Ezek a részecskék visszaverik a napsugarakat, így csökkentve a felszíni hőmérsékletet és mérsékelve a globális felmelegedést.
Ez az elképzelés részben a természetes jelenségeken alapul: például vulkánkitörések során is nagy mennyiségű aeroszol kerül a légkörbe, ami átmenetileg lehűti a bolygót. Az 1991-es Pinatubo-vulkánkitörés után például közel egy Celsius-fokkal csökkentek a globális átlaghőmérsékletek néhány évig.
A SAI működésének tudományos modelljei és azok korlátai
A kutatók számos modellt készítettek annak vizsgálatára, hogyan működhetne a SAI. Ezekben az ideális helyzeteket szimulálják: tökéletes méretű részecskéket pontos mennyiségben, meghatározott helyeken és időpontokban juttatnak be a légkörbe.
V. Faye McNeill, a Columbia Egyetem légkör-kémikusa és aeroszol szakértője rámutat: „Még a legfejlettebb modellek is idealizáltak, így nem tükrözik teljesen a valóságot. Amikor összevetjük ezeket az ideális feltételeket a tényleges körülményekkel, rengeteg bizonytalanságot fedezünk fel.”
A SAI hatásait befolyásoló tényezők
A kutatás során számos tényezőt azonosítottak, amelyek jelentősen befolyásolják az aeroszolok földi rendszerekkel való kölcsönhatását:
- Magasság és földrajzi hosszúság: hogy milyen magasan és melyik földrajzi hosszúságon történik az aeroszol kibocsátás;
- Évszak: mikor kerülnek bejuttatásra a részecskék;
- Részecskemennyiség: mekkora mennyiségű anyagot juttatnak ki;
- Földrajzi szélesség: ez tűnik a legfontosabb változónak.
Például, ha az aeroszolokat főként sarki régiókban engedik ki, az megzavarhatja a trópusi monszunrendszereket. Ha viszont egyenlítői területeken koncentrálódik a kibocsátás, akkor az jet stream áramlását és az atmoszféra hőszállítását befolyásolhatja.
A SAI geopolitikai és koordinációs kihívásai
McNeill
Azonban a jelenlegi geopolitikai helyzetek miatt ez kevéssé valószínű. Az egyes országok vagy akár magánszemélyek önállóan is megpróbálhatják alkalmazni ezt az eljárást, ami további problémákat vet fel.
A vulkáni kitörések tanulságai és kockázatai
A vulkáni kitörések természetes analógiaként szolgálnak: például 1991-ben a Pinatubo kitörése után nemcsak lehűlés következett be, hanem negatív hatások is jelentkeztek. A monszunrendszer zavara miatt Dél-Ázsia esőzései csökkentek, továbbá melegedett a sztratoszféra és károsodott az ózonréteg.
Ezek alapján várható, hogy ha kéntartalmú szulfátokat használnánk SAI-hoz, hasonló környezeti problémák léphetnének fel – például savas esők vagy talajszennyeződés formájában.
Alternatív aeroszolanyagok keresése
A szulfátok mellett más ásványi anyagokat is javasoltak SAI-hoz: kalcium-karbonátot, alfa-alumínium-oxidot (alumina), rutiltitania-t (titán-dioxid), anatáz titániát, köbös cirkóniumot és gyémántot.
Miranda Hack, aeroszolkutató szerint azonban ezeknek az anyagoknak nemcsak optikai tulajdonságait kell figyelembe venni, hanem gyakorlati korlátaikat is. Sok anyagból nincs elegendő mennyiség vagy nehézkes nagy tömegben előállítani őket.
Készlet- és gazdasági korlátok
- Gyémánt: optikailag ideális lenne, de nincs elegendő mennyiségben;
- Köbös cirkónia és rutil titán-dioxid: elméletileg elegendő készlet áll rendelkezésre, de jelentős ellátási lánc problémák merülhetnek fel;
- Alfa alumina és kalcium-karbonát: ezekből van elegendő mennyiség anélkül, hogy drasztikusan emelkednének az árak.
Műszaki kihívások: részecskeméret és aggregáció
A SAI sikerességéhez szükséges részecskeméret rendkívül apró (szubmikronos). Az ásványi anyagok azonban hajlamosak összetapadni nagyobb aggregátumokká, amelyek kevésbé hatékonyan verik vissza a napfényt. Ez pedig tovább növeli bizonytalanságot az éghajlatra gyakorolt hatások tekintetében.
A SAI bizonytalanságai és kockázatai összegzésként
Mindezek alapján a Columbia Egyetem kutatóinak véleménye szerint a stratoszférikus aeroszol befecskendezés gyakorlati megvalósítása sokkal bizonytalanabb és komplexebb annál, mint amit eddig feltételeztek. A technológia alkalmazása során számos fizikai, gazdasági és geopolitikai akadályt kell leküzdeni.
„A napenergia-módosítás mindig kockázatokkal jár – arról van szó, hogy milyen kompromisszumokat vállalunk.”
Ezt Gernot Wagner klímaökonómus fogalmazta meg. Hozzátette: „A jelenlegi modellek 99 százaléka nem veszi figyelembe ezeket az összetett realitásokat – így valószínűleg nem úgy fog történni minden, ahogy azt elképzeljük.”
Záró gondolatok
A stratoszférikus aeroszol befecskendezés egy ígéretesnek tűnő technológia lehetőségként merült fel a klímaváltozás elleni harcban. Ugyanakkor komoly tudományos vizsgálatok szükségesek annak érdekében, hogy megértsük mindazokat a fizikai hatásokat, gazdasági következményeket és geopolitikai dilemmákat, amelyek e módszer alkalmazásával járnak.
A jelenlegi kutatások azt mutatják: bár technológiailag lehetséges lehetne ilyen beavatkozást végrehajtani, annak kockázatai és bizonytalanságai miatt csak nagyon körültekintően szabadna hozzáfogni – ha egyáltalán sor kerül rá valaha.