Le soleil illumine les couches de l'atmosphère terrestre, vu de la Station spatiale internationale. Une proposition de géo-ingénierie solaire pour réduire les effets du réchauffement climatique ciblerait une couche supérieure de l'atmosphère. Nasa Depuis des décennies, Le climatologue David Keith de l'Université Harvard a essayé d'amener les gens à prendre ses recherches au sérieux. C'est un pionnier dans le domaine de la géo-ingénierie, qui vise à lutter contre le changement climatique grâce à une série de solutions technologiques. Au cours des années, les idées ont inclus l'aspersion de fer dans l'océan pour stimuler le plancton à aspirer plus de carbone de l'atmosphère ou à capturer le carbone directement de l'air.
Keith a fondé une entreprise qui développe une technologie pour éliminer le carbone de l'air, mais sa spécialité est la géo-ingénierie solaire, qui consiste à réfléchir la lumière du soleil loin de la Terre pour réduire la quantité de chaleur piégée dans l'atmosphère par les gaz à effet de serre. La stratégie n'a pas été prouvée, mais la modélisation suggère que cela fonctionnera. Et parce que les éruptions volcaniques majeures peuvent avoir le même effet, il existe des données du monde réel pour ancrer l'idée.
Dans le futur proche, Keith et ses collègues espèrent lancer l'un des premiers tests du concept :un ballon à haute altitude qui injecterait de minuscules, particules réfléchissantes dans la couche de la haute atmosphère connue sous le nom de stratosphère. Le lieu et l'heure de l'expérimentation restent à déterminer, mais ce serait un petit pas pour montrer si les particules stratosphériques artificielles pourraient aider à refroidir la planète comme le font naturellement les éruptions.
Mais l'idée d'utiliser une solution technologique pour le changement climatique est controversée. Parler de la géo-ingénierie – sans parler de la recherche – a longtemps été considéré comme tabou par crainte qu'elle ne freine les efforts de lutte contre le changement climatique par d'autres moyens, en particulier le travail critique de réduction des émissions de carbone. Cela a laissé la géo-ingénierie en marge de la recherche sur le climat. Mais les attitudes des gens peuvent changer, dit Keith. Il soutient que si la géo-ingénierie à elle seule ne peut pas résoudre le problème du changement climatique, il pourrait aider à atténuer les dommages s'il est mis en œuvre avec précaution parallèlement aux réductions d'émissions.
En 2000, Keith a publié un aperçu de la recherche en géo-ingénierie dans l'Annual Review of Energy and the Environment, dans lequel il a noté que les principales évaluations climatiques jusque-là l'avaient largement ignoré. Plus tôt cette année, il a parlé à Seattle de l'état actuel du domaine lors de la réunion annuelle de l'Association américaine pour l'avancement des sciences. Knowable Magazine s'est entretenu avec Keith sur la façon dont la science, le paysage technologique et géopolitique a changé au cours des décennies qui ont suivi.
Cette conversation a été modifiée pour plus de longueur et de clarté.
À l'époque, c'était quelque chose qu'un assez petit groupe de personnes qui pensaient au climat savaient – et dont la plupart étaient d'accord pour ne pas en parler. Et c'était tout. Maintenant, c'est beaucoup plus largement discuté. Je pense que le tabou est réduit, avec certitude. C'est certainement encore controversé, mais j'ai l'impression qu'il y a eu un vrai changement. Un nombre croissant de personnes qui travaillent dans la science du climat ou dans les politiques publiques autour du climat ou dans les groupes environnementaux conviennent maintenant que c'est quelque chose dont nous devrions parler, même si beaucoup pensent qu'il ne devrait jamais être mis en œuvre. On s'accorde même de plus en plus à dire que la recherche devrait avoir lieu. C'est vraiment différent.
Je pense que c'est bien intentionné; les gens ont raison de craindre que parler de géo-ingénierie ne réduise l'effort de réduction des émissions. Je ne pense pas que cette préoccupation concernant l'aléa moral soit une raison valable pour ne pas faire de recherche. Il y avait des gens qui disaient que nous ne devrions pas autoriser la distribution du cocktail de trois médicaments contre le sida en Afrique parce qu'il serait mal utilisé, créer une résistance. D'autres se sont prononcés contre la mise en œuvre d'airbags, parce que les gens conduiraient plus vite. Il existe une longue histoire d'arguments contre toutes sortes de technologies susceptibles de réduire les risques en raison du potentiel de compensation des risques - la possibilité que les gens changent de comportement en prenant plus de risques. Je pense que c'est un argument éthiquement confus.
Pour moi, la préoccupation la plus sérieuse est que certaines entités - comme les grandes entreprises de combustibles fossiles qui ont un intérêt politique à bloquer les réductions d'émissions - tenteront d'exploiter le potentiel de la géo-ingénierie comme argument contre les réductions d'émissions. Cette préoccupation a probablement été la principale raison pour laquelle certains grands groupes de la société civile veulent bloquer ou contenir les discussions sur ce sujet afin qu'il n'entre pas plus largement dans le débat sur le climat. Pour moi l'inquiétude est tout à fait justifiée, mais je pense que la bonne réponse est de l'affronter de front plutôt que d'éviter le débat. Je ne veux pas d'un monde où les décisions sont prises par des élites parlant à huis clos.
La géo-ingénierie solaire consisterait à injecter des aérosols réfléchissants provenant d'avions à haute altitude dans la couche de la haute atmosphère connue sous le nom de stratosphère, qui s'étend entre 10 à 50 kilomètres (6 à 31 miles) au-dessus de la surface de la Terre. L'idée est que les particules d'aérosol refléteraient une petite quantité de lumière solaire loin de la planète, réduire la quantité de chaleur piégée par les gaz à effet de serre et atténuer certains des effets du changement climatique. SCoPEx/Magazine connaissable Dramatiquement, même au cours des deux dernières années. Quand j'ai écrit cet article sur les revues annuelles en 2000, il n'y avait pratiquement aucune recherche organisée. Il y avait quelques chercheurs qui s'intéressaient de temps en temps et y consacraient environ 1% de leur temps.
Maintenant, il existe de petits programmes de recherche presque partout où vous voulez les mentionner. Il y a un programme chinois qui est assez sérieux; il y en a un australien qui est mieux financé que n'importe quoi aux États-Unis; il y en a plusieurs en Europe.
La grande surprise a été les résultats récents, dont deux études auxquelles j'ai participé, montrant que les effets d'un programme mondial de géo-ingénierie solaire ne seraient pas aussi inégaux géographiquement qu'on le craignait. Ce qui compte pour une véritable politique publique, c'est qui est aggravé.
Pour un article publié l'année dernière dans Nature Climate Change, nous avons utilisé un modèle informatique à très haute résolution, et nous avons comparé, sur toute la surface terrestre, deux mondes :un monde où nous avons deux fois les niveaux préindustriels de dioxyde de carbone et l'autre monde où nous avons suffisamment de géo-ingénierie solaire pour réduire de moitié le changement de température. Pour chacune des 33 régions géographiques d'étude désignées par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, nous avons essayé de voir si la géo-ingénierie solaire ramènerait une variable climatique particulière vers les niveaux préindustriels, que nous appelons "modéré, " ou l'éloigner du préindustriel, ce que nous appelons "exacerbé".
Nous nous sommes concentrés sur certaines des variables climatiques les plus importantes :changement de température extrême, changement de température moyenne, changement dans la disponibilité de l'eau et changement dans les précipitations extrêmes. Et ce que nous avons trouvé semble presque trop beau pour être vrai :il n'y avait pas une seule variable dans une seule région qui ait été exacerbée. C'était une surprise.
Dans un article publié en mars dans Environmental Research Letters, nous avons fait la même analyse avec un autre modèle, et nous avons découvert qu'avec la géo-ingénierie solaire, tout est modéré dans toutes les régions sauf quatre. Mais toutes les quatre sont des régions sèches qui deviennent plus humides. Je suppose donc que de nombreux résidents de ces régions préféreraient en fait ce résultat, car en général, les gens craignent davantage de devenir plus secs que humides.
Maintenant, ce que le modèle montre peut être vrai ou non dans le monde réel. Mais s'il n'y a qu'une seule raison d'examiner réellement ces technologies et de les évaluer expérimentalement, ce sont des résultats comme celui-ci qui montrent que vous pouvez réduire la quasi-totalité ou la plupart des principales perturbations climatiques sans aggraver aucune région de manière significative. C'est tout à fait une chose.
SCoPEx est une expérience de ballon stratosphérique pour placer des aérosols dans la stratosphère et mesurer leur interaction au cours des premières heures et du premier kilomètre environ après leur libération dans un panache. Il s'agit d'un ballon à haute altitude qui soulèvera une télécabine transportant un paquet d'instruments scientifiques à une altitude de 20 kilomètres. Il libérera une très petite quantité de matériaux tels que la glace, du carbonate de calcium (essentiellement du calcaire en poudre) ou des gouttelettes d'acide sulfurique appelées sulfates. La nacelle sera équipée d'hélices conçues à l'origine pour les hydroglisseurs afin qu'elle puisse voler à travers le panache de matériaux libérés pour prendre des mesures.
La quantité de matière libérée sera de l'ordre de 1 kilogramme, qui est beaucoup trop petit pour avoir un impact direct sur la santé ou l'environnement une fois libéré. Le but n'est pas de changer le climat ou même de voir si vous pouvez réfléchir la lumière du soleil. Le but est simplement d'améliorer nos modèles de formation des aérosols dans la stratosphère, surtout dans les panaches, ce qui est très pertinent pour comprendre comment fonctionnerait la géo-ingénierie solaire. Nous espérons lancer l'expérience bientôt. Mais quand et où cela se produira dépend de la disponibilité des ballons et des recommandations d'un comité consultatif.
L'expérience de perturbation contrôlée stratosphérique prévue enverra un ballon transportant des instruments scientifiques dans une gondole dans la stratosphère. Les instruments libéreront une petite quantité de matière - probablement de la glace ou de la poussière minérale - pour former un panache de particules d'aérosol d'un kilomètre de long (à gauche). Des hélices d'hydroglisseur modifiées permettront à la nacelle de manœuvrer au-dessus du panache (au milieu) et d'abaisser les instruments dans le panache pour prendre des mesures répétées de la façon dont les particules se propagent dans la stratosphère (à droite). ADAPTÉ DE J.A. DYKEMA ET AL/OPÉRATIONS PHILOSOPHIQUES DE LA SOCIÉTÉ ROYALE A 2014 Tout ce que nous mettons dans la stratosphère finira par redescendre à la surface, et c'est l'un des risques que nous devons considérer. Un programme de géo-ingénierie solaire à grande échelle pourrait impliquer l'injection d'environ 1,5 million de tonnes de soufre et d'acide sulfurique dans la stratosphère par an. Cela pourrait être fait en utilisant une flotte d'avions; environ 100 avions auraient besoin de transporter en continu des charges utiles jusqu'à environ 20 kilomètres (12 miles) d'altitude. Vous n'auriez pas tort de penser que cela semble fou. Nous savons que la pollution par l'acide sulfurique dans la basse atmosphère tue de nombreuses personnes chaque année, donc mettre de l'acide sulfurique dans la stratosphère est évidemment un risque. Mais il est important de comprendre à combien s'élèvent réellement 1,5 million de tonnes par an.
L'éruption du mont Pinatubo en 1991, dans les Philippines, versé environ 8 millions de tonnes de soufre en un an dans la stratosphère. Cela a refroidi le climat et a eu des implications pour toutes sortes de systèmes. Les émissions mondiales actuelles de soufre sont d'environ 50 millions de tonnes par an dans la basse atmosphère, et qui tue plusieurs millions de personnes chaque année à cause de la pollution de l'air par les particules fines. Le risque relatif de la géo-ingénierie solaire est donc assez faible, et il doit être mis en balance avec le risque de ne pas faire de géo-ingénierie solaire.
ça peut arriver très vite, mais toutes les façons dont cela arrive très vite sont de mauvais cas, essentiellement où un pays saute dessus très rapidement. Il est évident que le mieux serait que les pays ne commencent pas simplement à le faire, mais articulent des plans clairs et intègrent des freins et contrepoids, etc.
S'il y avait des recherches beaucoup plus larges au cours de la prochaine demi-décennie à la prochaine décennie - ce qui est possible parce que les attitudes changent vraiment - alors il est plausible qu'une coalition de pays pourrait commencer à avancer vers une mise en œuvre réelle avec de sérieux, plans visibles qui peuvent être critiqués par la communauté scientifique à partir de la fin de cette décennie. Je ne m'attends pas à ce que ça arrive si vite, mais je pense que c'est possible.
La première, et de loin le plus important, ce que nous faisons à propos du changement climatique, c'est de décarboniser l'économie, qui rompt le lien entre activité économique et émissions de carbone. Il n'y a rien que je puisse dire sur la géo-ingénierie solaire qui change le fait que nous devons réduire les émissions. Si nous ne le faisons pas, avaient fini.
Puis élimination du carbone, qui consiste à capter et stocker le carbone déjà émis, pourrait rompre le lien entre les émissions et la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. L'élimination du carbone à grande échelle a vraiment du sens lorsque les émissions se dirigent clairement vers zéro, et nous nous dirigeons vers la partie la plus difficile de l'économie à atténuer. Et puis la géo-ingénierie solaire est une chose qui pourrait s'affaiblir partiellement et imparfaitement, mais pas casser, le lien entre la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et les changements climatiques — changements du niveau de la mer, changements dans les événements extrêmes, changements de température, etc.
Donc, si vous regardez la courbe des gaz à effet de serre globaux dans l'atmosphère, vous pouvez considérer les réductions d'émissions comme un aplatissement de la courbe. L'élimination du carbone vous emmène de l'autre côté de la courbe. Et puis la géo-ingénierie solaire peut couper le haut de la courbe, ce qui réduirait le risque de dioxyde de carbone déjà présent dans l'air.
Certaines personnes pensent que nous ne devrions l'utiliser que comme carte de sortie de prison en cas d'urgence. Certains pensent que nous devrions l'utiliser pour essayer de revenir rapidement à un climat préindustriel. Je soutiens que nous utilisons la géo-ingénierie solaire pour couper le haut de la courbe en la démarrant et en la terminant progressivement.
David Keith envisage d'utiliser plusieurs approches pour lutter contre le changement climatique. La ligne rouge montre comment les impacts du changement climatique s'aggraveraient avec un scénario de statu quo de combustion sans relâche de combustibles fossiles et d'autres émissions de gaz à effet de serre. La réduction agressive des émissions courbe cette courbe, et éliminer le carbone de l'atmosphère offre des réductions supplémentaires, mais il y a encore des conséquences des niveaux déjà élevés de dioxyde de carbone. Dans ce scénario, la géo-ingénierie solaire réduirait l'impact du dioxyde de carbone atmosphérique existant, sculpter efficacement le sommet de la courbe. David Keith/Connaître le magazine Je ne suis pas du tout optimiste en ce moment parce que nous semblons être beaucoup plus loin d'un environnement international qui va permettre une politique sensée. Et ce n'est pas seulement aux États-Unis, c'est tout un tas de pays européens avec des régimes plus populistes. C'est le Brésil. C'est l'Inde et la Chine les plus autoritaires. C'est un monde plus nationaliste, droit? C'est un peu difficile de voir un global, effort coordonné à court terme. Mais j'espère que ces choses vont changer.
Cette histoire est parue à l'origine dans Magazine connu et est republié ici dans le cadre de Couvrir le climat maintenant , une collaboration journalistique mondiale renforçant la couverture de l'histoire du climat.
