Baca dengan lantang Apakah mungkin untuk mendinginkan iklim Bumi dengan langkah-langkah teknis? Topik yang rumit. Sekarang para ahli Jerman berani keluar dari perlindungan.

Ketakutan sudah berakhir: bukan hari di mana bukan seorang pakar iklim memperingatkan tentang kekeringan, badai, dan banjir. Orang harus mengurangi emisi CO2 secara drastis sembari beradaptasi dengan perubahan iklim sebanyak mungkin. Di dalamnya, hampir semua pakar sepakat. Tetapi itu tidak cukup untuk beberapa orang. Mereka mencari cara untuk memperlambat pemanasan global melalui "geoengineering" - melalui langkah-langkah untuk mengubah siklus material bumi dalam skala besar. Ada pembicaraan tentang tabir surya di ruang angkasa untuk mendinginkan atmosfer, atau pohon buatan yang seharusnya menyaring CO2 dari udara.

Tetapi proposal seperti itu bermasalah - paling tidak karena sering digunakan sebagai alasan untuk tidak melakukan hal lain. Banyak "skeptis iklim" yang telah lama mencoba untuk menolak perubahan iklim buatan manusia dan memblokir kebijakan iklim telah beralih ke geo-engineering untuk mengalihkan perhatian dari masalah. "Tentu saja, banyak yang lebih suka melanjutkan seperti sebelumnya dan ingin memiliki solusi teknis yang nyaman, " kata Manfred Treber dari organisasi perlindungan iklim Germanwatch. Menyusul kegagalan KTT Kopenhagen pada Desember 2009, ia menganggap lebih penting daripada sebelumnya untuk memutuskan perjanjian yang efektif untuk mengurangi emisi karbon dioksida. Tetapi sementara itu, semakin banyak ilmuwan menempatkan geoengineering dalam agenda - di kalangan profesional mereka, tetapi juga di depan umum. Mereka mengatur kongres dan selalu memikirkan konsep-konsep baru. "Geoengineering memberi kita teknologi yang berguna, " kata Steve Rayner dari University of Oxford, seorang ilmuwan "tidak disiplin", demikian ia menyebut dirinya, sebagai peneliti inovasi yang bekerja lintas disiplin. Dia membela diri terhadap larangan berpikir dan ingin mengimplementasikan geo-engineering sesegera mungkin - sebagai "senjata tambahan dalam perang melawan perubahan iklim".

Mencari rem darurat

Sebagian besar rekannya lebih terkendali dalam pernyataan publik mereka. Mereka mencari semacam rem darurat, yang ditarik hanya ketika tidak ada yang bekerja. Pada saat yang sama, geoengineering membuka bidang kegiatan yang menarik bagi banyak peneliti dasar - Manajemen Sistem Bumi sebagai tantangan intelektual. Namun, sistem sains dapat mengembangkan momentum yang mengancam, memperingatkan etolog lingkungan Konrad Ott dari Universitas Greifswald: "Ada risiko yang membentuk jaringan yang kuat yang ingin membawa hasil setelah 10 atau 20 tahun penelitian perlu diterapkan."

Peneliti dapat mengajukan proposal untuk proyek tidak hanya di lembaga sains milik negara. Donor di AS dan Inggris juga telah membuat tugas geoengineering. Banyak donor kurang tertarik untuk mengklarifikasi masalah-masalah utama tetapi ingin melihat solusi teknis cepat. Tetapi mereka menarik sejumlah besar uang, menurut Andreas Oschlies, seorang ahli dalam pemodelan biogeokimia di Kiel Research Center IFM-Geomar. Dan dia khawatir: "Karena pendiri swasta sering tertarik pada hasil yang terlihat, mungkin ada beberapa tekanan pada para ilmuwan untuk secara eksperimental menguji tindakan geo-engineering skala besar sebelum aturan mengikat yang diperlukan untuk pengujian yang bertanggung jawab ditetapkan." pameran

Peneliti Jerman sebelumnya melakukan pengekangan. Itu berubah sekarang. "Kami tidak bisa menyerahkan ladang kepada para penipu, " kata Martin Visbeck, yang mengepalai unit penelitian Oseanografi Fisik di IFM-GEOMAR. Dia telah memulai inisiatif dengan sesama peneliti. Tujuan mereka: memeriksa risiko dan efek samping dari tindakan yang mungkin dilakukan. Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal (BMBF) menyambut baik inisiatif ini dan menyiapkan pendanaan beberapa studi geoengineering. Diskusi politik dan sosial akan meningkat, menurut BMBF. Jawaban Jerman yang baru untuk sensasi geo-engineering harus: untuk menciptakan pengetahuan agar memiliki suara yang kuat secara internasional. Kurangnya keahlian dan pengalaman dalam penanganan publik penelitian geoengineering ditunjukkan oleh proyek Lohafex pada awal 2009.

Hickhack di sekitar Lohafex

Kapal penelitian "Polarstern" dari Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (AWI) di Bremerhaven berangkat untuk membuang enam ton besi sulfat ke laut di Atlantik Selatan. Dengan pemupukan besi ini, para peneliti AWI ingin merangsang pertumbuhan alga, yang akan menyerap CO2 dari atmosfer dan kemudian tenggelam ke dasar laut. Tetapi terhadap proyek ini organisasi lingkungan mengalami badai. Menteri Lingkungan Hidup saat itu Sigmar Gabriel mendesak Menteri Riset Annette Schavan untuk menghentikan percobaan. Schavan menerima dua pendapat: Keduanya mengatakan bahwa misi Polarstern aman. Eksperimen ini berlangsung - untuk melegakan ahli kelautan yang membutuhkan eksperimen dasar seperti itu untuk lebih memahami siklus karbon global. Tapi bagaimana Anda menilai dan membandingkan metode geoengineering? Satu jawaban diberikan oleh Tim Lenton, Peneliti Sistem Bumi di University of East Anglia di Norwich, Inggris. Bersama dengan muridnya Naomi Vaughan, ia telah mempresentasikan perhitungan model untuk berbagai skenario siklus CO2. Untuk pertama kalinya, para peneliti menentukan nilai komparatif untuk jumlah energi pemanasan, yang menyelamatkan sistem iklim bumi dalam berbagai ukuran. Hasil yang serius: Metode geo-engineering yang paling efektif juga yang paling berbahaya. Sinar matahari dilindungi dari mereka - oleh partikel sulfur di atmosfer, pelindung matahari di ruang angkasa atau awan air laut.

Risiko tinggi untuk ekosistem

Agak kurang efektif, tetapi kurang bermasalah, menurut Lenton, adalah membawa CO2 dari atmosfer dengan pohon-pohon buatan atau menutupi daerah gurun dengan kertas plastik putih. Lenton menganggap potensi pemupukan besi relatif rendah. Sebaliknya, dalam perhitungan model baru-baru ini, peneliti IFM-Geomar Oschlies sampai pada kesimpulan bahwa metode ini dapat memberikan kontribusi penting bagi perlindungan iklim. Kedua ahli sepakat, bahwa pemupukan besi skala besar membawa risiko yang sangat besar bagi ekosistem lautan. Topik partikel belerang saat ini menjadi bahan diskusi yang intens di kalangan spesialis. Karena itu akan relatif murah dan ada model peran di alam: Ketika gunung berapi Filipina Pinatubo pecah pada tahun 1991, ia melemparkan sejumlah besar sulfur dioksida ke stratosfer. Gas yang terbentuk dengan molekul-molekul air, tetesan halus yang tak terhitung jumlahnya yang melaju sebagai awan selama beberapa tahun di sekitar bumi dan memantulkan sinar matahari kembali ke angkasa. Jika para ilmuwan mencoba meniru efek dari letusan gunung berapi dan mendistribusikan partikel belerang dari pesawat di atmosfer, mereka tidak boleh berhenti di situ begitu cepat. Karena atmosfer akan memanas dengan sangat cepat, jika pasokan belerang hilang. Ini bahkan bisa mempercepat pemanasan iklim pada akhirnya. Masalah lain: Lautan akan menjadi pengasaman dan intervensi akan berdampak negatif pada siklus air global. Selain itu, metode partikel sulfur tidak dapat diuji dalam skala kecil sebelum digunakan dalam skala besar. "Saya takut bahwa banyak rekan saya ingin menggunakan prosedur ini dan berharap mendapatkan dana penelitian untuk itu, " kata Tim Lenton. Saat ini, peneliti hanya melihat dua pendekatan yang masuk akal untuk geoengineering: di satu sisi, kehutanan yang ramah iklim dapat memberikan kontribusi penting untuk menghilangkan CO2 dari atmosfer. Di sisi lain, pembakaran biomassa menawarkan peluang: jika limbah kayu atau pertanian dikonversi menjadi batubara, karbon akan terikat dalam jangka panjang. Dan selama Anda tidak membakar batubara lagi, tetapi menggunakannya di tempat lain, suasananya lega.

Batubara dari lumpur limbah

Dalam perhitungan Lenton, biomassa berkinerja buruk, karena ia hanya menganggap penebangan kayu klasik, "Biochar". Tetapi ada proses baru yang sangat efisien untuk memproduksi 'karbon tanaman', karbonasi hidrotermal (HTC). Keuntungan Anda: Anda juga bisa menggunakan bahan cair. Ini bekerja setidaknya di laboratorium dan tidak mengkonsumsi energi di garis bawah. Batubara juga dapat diproduksi dari limbah biomassa, sampah kebun atau Kl rschl mmen, yang dapat digunakan untuk produk baru atau tersebar di berbagai bidang. Di bidang pertanian, batu bara akan bermanfaat sebagai penyempurnaan tanah. Seperti gambut, ia akan menyimpan air dan nutrisi. "Kedengarannya hampir terlalu bagus untuk menjadi kenyataan, " antusias penemu proses baru, Markus Antonietti dari Institut Max Planck untuk Koloid dan Antarmuka di Golm. "Proses ini pada prinsipnya cocok untuk memecahkan masalah CO2 kita dalam jangka menengah."

Kemanusiaan membakar sekitar delapan miliar ton karbon terlalu banyak dalam setahun. Pada saat yang sama, itu menghasilkan dua belas miliar ton biowaste, lumpur limbah atau produk sampingan pertanian yang membusuk. "Jika kita mengubah limbah ini menjadi produk karbon, kita dapat secara signifikan melepaskan atmosfer CO2, " kata Antonietti. Pakar lain lebih skeptis. Apakah karbon bermanfaat bagi lahan pertanian di Jerman dan apakah tetap terperangkap di dalamnya untuk waktu yang lama masih jauh dari jelas, "kata Thorsten Gottschau dari Fachagentur Nachwachsende Bahan baku yang mempromosikan proyek penelitian di bidang ini untuk Kementerian Pertanian Federal. Itu juga "sangat dipertanyakan" apakah penggunaan batubara HTC dalam pertanian akan layak secara ekonomi. Meskipun ada keberatan, proses HTC, yang fungsinya yang sebenarnya penemunya hingga saat ini dirahasiakan, telah memicu banyak euforia. Sementara itu, insinyur pertanian, ahli kimia dan ahli di bidang energi dan bahan terlibat dan perwakilan industri secara intensif. Namun, banyak pertanyaan tetap terbuka. Misalnya: Dapatkah karbonisasi hidrotermal dipindahkan dari laboratorium ke industri? Di mana produk dengan keseimbangan CO2 negatif dapat Anda konversi biochar? Bagaimana prosesnya akan menguntungkan? Volker Zwing dari CS-Carbonsolutions sedang mencari jawaban. Direktur pelaksana perusahaan pemula Brandenburg telah memperoleh hak lisensi untuk proses HTC dari Max Planck Society. Bersama dengan rekan-rekannya, ia telah mendirikan pilot plant yang akan beroperasi pada 2010 dan dapat mengkonversi satu ton biomassa per jam menjadi batubara dalam proses yang berkelanjutan. "Secara ekonomi, kami merasa paling menarik untuk menghasilkan produk batubara berkualitas tinggi, seperti filter karbon atau zat tambahan untuk industri ban, " kata Zwing. Namun dia juga melihat pasar batubara sebagai pupuk dan bahan bakar pengganti CO2-netral. Insinyur pertanian Gerd Gleixner dari Institut Max Planck untuk Biogeochemistry di Jena juga termasuk di antara optimis HTC. Dia memeriksa apa yang terjadi pada lahan pertanian dengan menyebarkan biochar di atasnya. "Keuntungan besar dari proses ini adalah Anda dapat menyesuaikan batubara dengan lokasi, " jelasnya.

Penyimpanan air untuk tanah berpasir

Jadi, Anda bisa membuat batu bara terutama berpori di tanah yang kaya tanah liat, sehingga menyimpan banyak udara. Dengan dasar berpasir, penting untuk menyimpan banyak air. Tetapi jika dan bagaimana HTC dapat dikembangkan menjadi tindakan geoengineering yang praktis, tidak ada yang tahu saat ini. "Tanah pertanian adalah basis makanan kami. Sebelum kami mendistribusikan batubara dalam jumlah besar dari produk limbah, kami harus mencermati, "memperingatkan Gleixner.

Saat ini, sekelompok ilmuwan Jerman sedang merencanakan proyek penelitian geoengineering besar pertama. Para ahli sepakat bahwa eksperimen di masa depan akan memerlukan konsep-konsep baru untuk pemerintahan politik internasional, kontrol teknis dan transparansi publik. Intinya adalah mengembangkan alat-alat di Jerman untuk memahami dan mengarahkan tren penting sehingga Anda tidak harus mengejarnya. Ini akan membutuhkan para profesional yang tidak buta terhadap geo-engineering. "Kami sadar bahwa kami mengendarai harimau di sini, " kata peneliti IFM Geomar, Martin Visbeck. "Dan kita hanya bisa berharap dia tidak kabur." ■

JAN LUBLINSKI bekerja sebagai jurnalis sains lepas di Bonn. Untuk bdw dia baru-baru ini melaporkan sumber daya langka Coltan.

oleh Jan Lublinski

BAYANGAN SINAR MATAHARI

Partikel belerang di stratosfer

Ide: Pesawat atau balon menyemprotkan partikel belerang setinggi hingga 50 kilometer, yang membentuk tetesan dan memantulkan sinar matahari ke ruang angkasa. Masalah: percepatan kerusakan lapisan ozon, perubahan sirkulasi atmosfer dan distribusi curah hujan.

Awan uap air

Ide: Ribuan kapal dengan menara tinggi menyemprotkan uap air di lautan. Tetesan air mendarat di awan, membuatnya lebih cerah dan membantu memantulkan lebih banyak sinar matahari. Masalah: Intervensi besar-besaran di atmosfer, mahal.

Lembaran plastik putih di padang pasir

Ide: Sinar matahari dipantulkan jauh lebih kuat oleh daerah gurun putih. Masalah: Secara teknis sulit, berdampak terutama pada iklim regional.

Rumah putih

Ide: Atap dan dinding yang cerah memantulkan lebih banyak sinar matahari, dan lebih sedikit energi yang digunakan untuk pendingin udara. Masalah: Permukaan terlalu kecil untuk membuat perbedaan secara global. Tetapi bagi iklim mikro kota-kota itu bisa membawa manfaat.

Payung di ruang angkasa

Ide: Dengan roket dan satelit, layar raksasa yang terdiri dari banyak layar surya kecil terbentang. Layar memantulkan cahaya matahari. Masalah: Sangat mahal.

DAPATKAN CO2 DARI UDARA

Pemupukan besi lautan

Ide: Kapal-kapal menuangkan serbuk besi ke laut untuk merangsang pertumbuhan ganggang. Alga menyerap CO2 dan karenanya tenggelam dalam.

Masalah: bahaya bagi ekosistem laut.

Selang di laut

Ide: Selang di mana air mengalir dari bawah ke atas digantung secara vertikal ke laut. Air dalam yang kaya nutrisi meningkatkan konsumsi CO2 di permukaan. Masalah: Kompleks, hanya sebagian dari CO2 yang masuk ke laut dalam. Bahaya terhadap ekosistem.

Pohon buatan

Ide: Menggunakan proses kimia, karbon dioksida disaring dari udara.

Masalah: Penyaringan mahal dan memakan energi. Dan kemudian Anda harus menemukan cara untuk menghilangkan CO2 lagi. Idenya adalah untuk menyelamatkan lapisan geologis yang dalam.

Pohon nyata

Ide: Kehutanan global yang ramah iklim dengan pohon-pohon yang menyimpan banyak CO2.

Masalah: Apa efek pohon terhadap iklim tergantung pada sejumlah detail yang tidak semuanya dipahami.

Batubara dari biomassa

Ide: Reaktor biomassa mengubah kayu, daun dan biowaste lainnya menjadi batubara. Ini diolah menjadi produk yang tahan lama atau tersebar di lahan pertanian. Masalah: Anda harus mengembangkan prosedur lebih lanjut dan menguji kemungkinan penggunaannya.

padat

· Siapa pun yang menyebarkan geoengineering diduga hanya mencari alasan untuk tidak aktif dalam masalah iklim.

· Ilmuwan Jerman merawat daerah penelitian agar tidak meninggalkan lapangan untuk penipu.

© science.de

Direkomendasikan Pilihan Editor