Geoengineering ist sehr umstritten. Wie kann man experimentieren? Harvard hat einige Ideen.

Frühe Illustration des SCoPEx-angetriebenen Ballons. Rendering bearbeitet von MIT Technology Review

Seit Jahren bereiten mehrere Harvard-Klimawissenschaftler den Start eines Ballons vor, der reflektierende Partikel in die Atmosphäre sprühen kann, in der Hoffnung, mehr über unsere Fähigkeit zu erfahren, der globalen Erwärmung entgegenzuwirken. (Siehe Harvard-Wissenschaftler, die Pläne für atmosphärische Geoengineering-Experimente vorantreiben.)

Eine renommierte Universität, die ein Outdoor-Experiment vorantreibt, ist ein wichtiger Meilenstein für das Gebiet, das als Geoengineering bekannt ist. Aber es ist voller Kontroversen. Kritiker befürchten, dass ein solcher Schritt der Idee, wir könnten am Rad des Erdklimas drehen, wissenschaftliche Legitimität verleiht. Und sie befürchten, dass selbst das Durchführen von Experimenten einen rutschigen Abhang hinabführt, um ein Werkzeug mit unglaublicher Leistungsfähigkeit zu entwickeln.

Trotz der Kritik wird Harvard am Montag einen bedeutenden Schritt nach vorne machen, da die Universität die Bildung eines Komitees ankündigt, um sicherzustellen, dass Forscher geeignete Schritte unternehmen, um Gesundheits- und Umweltrisiken zu begrenzen, externe Beiträge zu suchen und einzubeziehen und auf transparente Weise zu arbeiten.

Es ist ein Schritt, der eine Vorlage dafür schaffen könnte, wie Geoengineering-Forschung in Zukunft durchgeführt wird, und vielleicht den Weg für weitere Experimente ebnen könnte, die folgen werden.

Zumindest ein Grund, warum Harvard den ungewöhnlichen Schritt unternehmen musste, einen Beratungsausschuss einzurichten, war, dass es in diesem Bereich weder ein von der US-Regierung finanziertes Forschungsprogramm noch eine öffentliche Aufsichtsbehörde gibt, die eingerichtet wurde, um die besonders komplexen Fragen im Zusammenhang mit einem solchen abzuwägen Vorschlag.

Louise Bedsworth , zuvor Klimaberater des ehemaligen kalifornischen Gouverneurs Jerry Brown und Exekutivdirektor des California Strategic Growth Council, wird als Vorsitzender des Ausschusses fungieren.

Der Beratungsausschuss wird einen Rahmen entwickeln und implementieren, um sicherzustellen, dass das SCoPEx-Projekt auf transparente, glaubwürdige und legitime Weise durchgeführt wird, sagte sie in einer Erklärung. Dies beinhaltet die Festlegung von Erwartungen und Mitteln, um von mehreren Perspektiven, Stimmen und Interessenvertretern zu hören.

Louise Bedsworth, Vorsitzende des Beratungsausschusses. Mit freundlicher Genehmigung: California Strategic Growth Council

Komiteemitglied Katharine Mach, Direktorin der Stanford Environment Assessment Facility, sagte in einem Interview, dass das Komitee hofft, ein replizierbares Modell zu schaffen, das andere Institutionen oder Nationen verwenden können, um zusätzliche Forschung in diesem Bereich zu überprüfen. Sie betonte, dass dies noch am Anfang des Prozesses stehe, aber sie beabsichtigen, über eine wissenschaftliche Überprüfung von Umwelt- und Sicherheitsrisiken hinauszugehen und umfassendere Fragen zu untersuchen, z. B. ob die Fortsetzung der Erforschung einer solchen Technologie den Druck zur Reduzierung der Klimaemissionen verringern könnte.

Mach sagte, das Komitee könne letztendlich empfehlen, den Vorschlag zu ändern, zu verschieben oder zu stornieren, und sie gehe davon aus, dass das Forschungsteam solche Leitlinien mit größter Ernsthaftigkeit behandeln und öffentlich darauf reagieren werde.

Einige meinen jedoch, dass die Universität mit der Einrichtung des Ausschusses der öffentlichen und politischen Debatte zu diesem Thema vorauseilt.

Es ist eine äußerst hochkarätige Institution, die entschieden hat, dass sie nicht warten will, bis die Regulierungsbehörden grünes Licht dafür geben, sagt Wil Burns, Co-Direktor des Institute for Carbon Removal Law and Policy an der American University.

Aus technischer Sicht könnte das Team innerhalb von etwa sechs Monaten für einen ersten Testflug bereit sein. Der derzeitiger Plan soll von einem Ort irgendwo in New Mexico aus gestartet werden. Die Wissenschaftler haben jedoch gesagt, dass sie das Experiment nicht fortsetzen werden, bis das Komitee seine Überprüfung abgeschlossen hat, und eine Entscheidung beachten werden, dass sie aufhören sollten.

Die Notwendigkeit realer Beobachtungen

Die Grundidee hinter dem sogenannten Solar-Geoengineering ist, dass wir Flugzeuge, Ballons oder sogar sehr lange Schläuche verwenden könnten, um bestimmte Partikel in die Atmosphäre zu verteilen, wo sie genug Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektieren könnten, um den Planeten moderat abzukühlen.

Der größte Teil der bisherigen Forschung wurde mit Software-Klimasimulationen oder Experimenten im Labor durchgeführt. Während die Modelle zeigen, dass die Technik die Temperaturen senken wird, haben einige herausgefunden, dass sie unbeabsichtigte Auswirkungen auf die Umwelt haben könnte, wie z. B. eine Veränderung der Monsunmuster und der Nahrungsmittelproduktion, je nachdem, wie sie durchgeführt wird.

Bisher wurden nur zwei bekannte Experimente im Freien durchgeführt, die mit solarem Geoengineering in Verbindung gebracht werden könnten. Forscher der University of California in San Diego versprühten 2011 Rauch- und Salzpartikel vor der Küste Kaliforniens und Wissenschaftler in Russland dispergierte Aerosole von einem Hubschrauber und Auto im Jahr 2009.

Pläne für ein geplantes Outdoor-Experiment im Vereinigten Königreich, bekannt als die SPICE-Projekt , wurden 2012 unter öffentlicher Kritik und Vorwürfen wegen Interessenkonflikten fallen gelassen.

Das Harvard-Experiment, zuerst vorgeschlagen in a Papier 2014 , wird einen mit Propellern und Sensoren ausgestatteten wissenschaftlichen Ballon rund 20 Kilometer (12 Meilen) über der Erde starten. Das Flugzeug würde zwischen 100 Gramm und 2 Kilogramm submikrometergroße Kalziumkarbonatpartikel freisetzen, eine Substanz, die natürlich in Muscheln und Kalkstein vorkommt, in einer etwa kilometerlangen Wolke.

Der Ballon würde dann durch die Wolke fliegen und es den Sensoren ermöglichen, Dinge zu messen, wie zum Beispiel, wie breit sich die Partikel verteilen, wie sie mit anderen Verbindungen in der Atmosphäre interagieren und wie reflektierend sie sind.

Die Forscher hoffen, dass diese Beobachtungen dazu beitragen könnten, Klimasimulationen zu bewerten und zu verfeinern und die laufende Debatte über die Machbarkeit und Risiken verschiedener Ansätze des Geoengineering zu informieren.

Wenn überhaupt, mache ich mir Sorgen, dass die aktuellen Klimamodelle Solar-Geoengineering zu gut aussehen lassen, sagte Frank Keutsch, Professor für Chemie und Hauptforscher des Projekts, in einer Erklärung. Wenn wir vorhersagen wollen, wie groß angelegtes Geoengineering die Ozonschicht oder den Luftaustausch zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre stören würde, brauchen wir mehr reale Beobachtungen.

Das Projekt wird durch Harvard-Stipendien für die beteiligten Professoren und das Solar Geoengineering Research Program der Universität finanziert, eine multidisziplinäre Anstrengung zur Untersuchung von Machbarkeit, Risiken, Ethik und Governance-Fragen. Die Organisation hat mehr als 16 Millionen US-Dollar von Microsoft-Mitbegründer Bill Gates, der Hewlett Foundation, der Alfred P. Sloan Foundation und anderen philanthropischen Gruppen und Einzelpersonen gesammelt.

Die Forscher betonen, dass das Experiment keine signifikanten Gesundheits- oder Umweltgefahren darstellt und kein Geoengineering an sich darstellt, da die Menge an beteiligtem Material nicht annähernd so hoch sein wird, wie es für eine messbare Veränderung der Temperaturen erforderlich ist. Tatsächlich würde es einen Bruchteil der Partikel ausmachen, die bei einem kommerziellen Standardflug freigesetzt werden, und die Materialien wären so verdünnt, sobald sie die Oberfläche erreichen, dass sie nicht mehr nachweisbar wären, sagen die Wissenschaftler.

Rutschiger Hang

Es gibt jedoch Bedenken hinsichtlich der Art und Weise, wie das Harvard-Team voranschreitet.

Es stellt kein physisches Risiko dar, aber es stellt ein erhebliches soziales und politisches Risiko dar, da es der erste Schritt zur Entwicklung einer tatsächlichen Technologie für den Einsatz ist, so Raymond Pierrehumbert, Physikprofessor an der Universität Oxford sagte über das Experiment . Es würde einen begrenzten wissenschaftlichen Nutzen aus einem solch kleinen Experiment geben, aber es ist hauptsächlich ein Trick, um das Eis zu brechen und die Menschen an die Idee von Feldversuchen zu gewöhnen.

Eine andere Frage ist, ob das neue Gremium angesichts der Beteiligung von Harvard am ersten Schritt des Auswahlverfahrens ausreichend unabhängig ist. Der Dekan für Ingenieurwissenschaften und Prorektor für Forschung der Universität erstellte eine externe Findungskommission , bestehend aus drei hochschulexternen Personen, den Vorsitzenden des Beirats zu wählen. Bedsworth wiederum wählte den Rest der Mitglieder aus.

Eine Anzahl von vorhin Forschung Papiere haben sich für die Einrichtung staatlicher Beratungsgremien zur Überwachung der Geoengineering-Forschung ausgesprochen, ähnlich Gremien, die nationale Wissenschaftsgremien eingerichtet haben, um ethische und Sicherheitsbedenken in Bezug auf die Bearbeitung des menschlichen Genoms oder rekombinante DNA-Technologien abzuwägen. Von der Regierung eingesetzte Ausschüsse helfen, dem Problem der Selbstselektion entgegenzuwirken und sicherzustellen, dass das Gremium zumindest indirekt gegenüber der Öffentlichkeit rechenschaftspflichtig ist.

Für einige mag die Tatsache, dass Regierungsstellen noch keine solche Gruppe eingerichtet oder Forschungsgelder für Geoengineering bereitgestellt haben, bedeuten, dass es keinen ausreichenden öffentlichen oder politischen Konsens darüber gibt, mit Experimenten fortzufahren. Private Finanzierung untergräbt all das, und die Frage ist: Ist das gut oder schlecht? sagt Jane Flegal, außerordentliches Fakultätsmitglied an der School for the Future of Innovation in Society der Arizona State University.

Das Gegenargument ist, dass das politische System der USA beim Thema globale Erwärmung faktisch kaputt ist. Die Unfähigkeit, öffentliche Gelder für die Forschung zu beschaffen – oder strenge Gesetze zu verabschieden – hat wenig mit den Verdiensten der Wissenschaft oder der Bedeutung des Themas zu tun, sondern alles mit der vergifteten Politik des Klimawandels, sagt Jane Long, ein ehemaliger stellvertretender Direktor des Lawrence Livermore National Laboratory, der Mitglied des Suchkomitees war.

Aus politischer Sicht sind wir so dysfunktional, sagt Long, der schon früh darauf drängte, dass die Forscher ein Governance Board schaffen. Ich weiß nicht, wie Sie den Schluss ziehen können, dass wir ein demokratisches Signal bekommen haben, dass wir diese Forschung nicht machen sollten.

Das Komitee besteht aus einer Mischung von Sozialwissenschaftlern und Rechts- und Technikexperten, darunter Michael Gerrard, ein Rechtsprofessor an der Columbia; Shuchi Talati, Fellow der Union of Concerned Scientists; Robert Lempert, ein Hauptforscher bei RAND; und Raj Pandya, Direktor von Thriving Earth Exchange.

Harvard-Professor David Keith auf der EmTech-Konferenz. Justin Saglio

Aber es gehören keine Vertreter der Öffentlichkeit – sagen wir aus New Mexico, wo das Experiment wahrscheinlich stattfinden wird – oder, wie Burns bemerkt, ausgesprochene Geoengineering-Kritiker an.

Es ist auch bemerkenswert, dass alle in den USA ansässig sind. Legal hat zuvor kritisiert Befürworter der Geoengineering-Forschung dafür, dass sie es versäumt haben, genügend Stimmen aus den Entwicklungsländern einzufordern, obwohl sie argumentieren, dass die Werkzeuge besonders wichtig sein könnten, um die unverhältnismäßigen Auswirkungen des Klimawandels auf die Armen der Welt anzugehen.

Harvard-Professor David Keith, eine der Hauptfiguren hinter dem Experiment, räumte ein, dass es berechtigte Bedenken hinsichtlich der Unabhängigkeit gibt. Aber er sagte, Harvard habe sich nach Treu und Glauben bemüht, ein Komitee zu schaffen, das mehrere Ebenen von den Forschern entfernt sei. Er fügt hinzu, dass dies nicht die einzige Form der Aufsicht sei, und stellt fest, dass das Projekt auch dem Sicherheitsausschuss von Harvard, den Vorschriften der Federal Aviation Administration und den Bestimmungen des National Environmental Policy Act standhalten muss.

Keith stellte auch die Annahme in Frage, dass die öffentliche Finanzierung durch eine föderale Wissenschaftsbehörde eine strengere Aufsicht auslösen würde, und stellte fest, dass solche Vorschläge im Allgemeinen nach Sicherheit und Umweltauswirkungen bewertet werden, nicht nach der Absicht der Forschung, was das eigentliche Problem ist, das dieses Experiment erschwert.

Risiken einer Gegenreaktion?

Douglas MacMartin, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik bei Cornell, der sich auf Geoengineering konzentriert, glaubt, dass das Experiment einige wichtige wissenschaftliche Informationen über das Verhalten und die Chemie von Calciumcarbonat in der Stratosphäre liefern könnte. Es kann auch helfen, einige grundlegende Fragen zu beantworten, wie schwer oder einfach es sein wird, eine Partikelwolke zu verteilen und ihr Verhalten zu überwachen.

Aber es sei nicht offensichtlich, ob ein Projekt wie dieses die höchste Priorität für einen Bereich mit eng begrenzten Mitteln habe.

In einer Veröffentlichung in Proceedings of the National Academy of Sciences Anfang dieses Jahres stellten er und ein Kollege fest, dass Wissenschaftler noch immer kaum an der Oberfläche dessen gekratzt haben, was wir aus Computersimulationen lernen können. Laut MacMartin wäre es sinnvoll, sich zunächst darauf zu konzentrieren, herauszufinden, welche der Unsicherheiten in bestehenden Modellen wir am dringendsten ansprechen müssen, um Geoengineering besser zu verstehen, und diese Fragen zu verwenden, um die wichtigsten und durchführbaren kleinen Experimente im Freien zu bestimmen.

Er fügt hinzu, dass ein zu schneller Schritt in die reale Welt das Risiko einer öffentlichen Gegenreaktion bergen könnte (siehe Wie ein Klimawissenschaftler Bedrohungen und Fehlinformationen von Chemtrail-Verschwörern bekämpft). MacMartin sagt, es sei wichtig, dass Harvard die Governance-Fragen ernst nimmt, aber dass das Warten auf ein breiteres Bundesforschungsprogramm auch einige der Bedenken zerstreuen könnte.

Keith stimmt zu, dass das Feld viel mehr Modellierungsarbeit leisten muss, aber er argumentiert, dass es entscheidend ist, Simulationen mit direkten Beobachtungen zu testen. Andernfalls können Sie Fehler machen, darauf aufbauen und am Ende weit von der Realität entfernt sein.

Er fügt hinzu, es sei möglich, dass ein Experiment eine Gegenreaktion hervorrufe, aber es sei auch denkbar, dass es die Menschen dazu ermutige, die globale Erwärmung ernster zu nehmen, und dass es zum jetzigen Zeitpunkt unmöglich sei, dies zu wissen. Ein früherer Yale-Studie gefunden dass Menschen Informationen über Geoengineering ausgesetzt wurden mehr besorgt über die Gefahren des Klimawandels.

Letztendlich, sagt Keith, ist es wichtig, die Wissenschaft voranzubringen, denn es besteht eine reale Chance, dass Geoengineering die Klimarisiken in den kommenden Jahrzehnten erheblich reduzieren könnte. Wir wollen also so klar wie möglich verstehen, was sie tun können, wo ihre Grenzen liegen und welche Art von Risiken sie darstellen könnten.

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