211service.com
De planeet koelen
In de afgelopen twee decennia zijn er verschillende nieuwe planeetkoelingstechnologieën voorgesteld - onwaarschijnlijke, monumentale projecten zoals het in een baan brengen van gigantische spiegels met een diameter van duizend kilometer of wolken van biljoenen flinterdunne, vlinderlichtlenzen. Tot voor kort bleven dergelijke voorstellen in de marge van aanvaardbare wetenschappelijke speculatie. Nu het Intergouvernementeel Panel voor klimaatverandering (IPCC) in zijn rapport van 3 februari beweert dat er een kans van 90 procent is dat de laatste halve eeuw van de opwarming van de aarde door mensen is veroorzaakt, is er blijkbaar een mijlpaal aangebroken. Vier uur na de publicatie van het IPCC-rapport had zelfs het Witte Huis (van oudsher extreem vijandig tegenover het idee van antropogene klimaatverandering) een opmerking van president George W. Bush uit 2001 ontdekt waarin hij erkende dat de toename van broeikasgassen grotendeels door mensen werd veroorzaakt. Bijgevolg, terwijl de algemene acceptatie van klimaatverandering betekent dat de strijd over wat de mensheid zou moeten... doen nog maar net begonnen zijn, worden radicale technologische mogelijkheden voor het koelen van de planeet overwogen naast de standaardvoorstellen voor het aftoppen, verminderen of vastleggen van koolstofemissies.
Het idee van het tussenvoegen van een echt groot spiegel tussen de zon en de aarde, die gebruikmaakt van het feit dat onze planeet al ongeveer 30 procent van het binnenkomende zonlicht terug de ruimte in reflecteert door de reflectiviteit ervan effectief te vergroten, dateert uit de jaren tachtig. Aanvankelijk werden dergelijke spiegels voorgesteld om Venus af te koelen als onderdeel van een theoretische toekomstige poging om die planeet te terravormen. Maar in 1989 merkte James Early van het Lawrence Livermore National Laboratory de voorboden van de opwarming van de aarde op en stelde voor om een hoeveelheid zonlicht af te buigen met een schaduw in de ruimte op Lagrangian Point L1 - een baan van 1,5 miljoen kilometer hoger, waar de zwaartekracht van de aarde en die van de zon zijn gebalanceerd, zodat een object stil kan blijven staan ten opzichte van beide lichamen.
Aan welk groot schild dacht Early? Een met een diameter van 2.000 kilometer en een dikte van ongeveer 10 micron, met een gewicht van ongeveer 100 megaton onder de zwaartekracht van de aarde. Het schild van Early zou ofwel ondoorzichtig of anders transparant zijn geweest in de vorm van een Fresnel-lens (het soort lens dat in vuurtorens wordt gebruikt, waarbij de benodigde hoeveelheid materiaal is verminderd ten opzichte van wat nodig is in een conventionele sferische lens omdat de lens is gebroken in concentrische ringvormige secties). Early schatte de kosten op $ 1 tot $ 10 biljoen. Wat betreft het in elkaar zetten van zijn gigantische spiegel en deze op L1 te plaatsen, stelde Early voor om maansteen te gebruiken voor de materialen en een fabriek op het maanoppervlak, en vervolgens de componenten door een massale driver van de maan naar L1 te lanceren.
Gezien hoe moeizaam zelfs het kleine montagewerk aan de buitenkant van het internationale ruimtestation is geweest, en gezien het feit dat NASA vrijwel zeker niet in staat zal zijn om zijn schema voor terugkeer naar de maan tegen 2020 te halen, lijkt een dergelijke megaconstructie niet meteen haalbaar. Vorig jaar kwam Roger Angel, regent-hoogleraar aan de Universiteit van Arizona en directeur van het Steward Observatory Mirror Laboratory, met een ander plan: een zeer groot aantal kleine, reeds geassembleerde objecten in een baan om L1 brengen. Angel presenteerde zijn concept in april 2006 aan de National Academy of Sciences, kreeg een NASA-beurs om verder onderzoek te financieren en publiceerde vervolgens een gedetailleerd artikel, Feasibility of Cooling the Earth with a Cloud of Small Spacecraft near L1.
Angel's plan vraagt om kleine flyers: transparante vellen van 60 cm in diameter en 1/5.000 inch dik, elk met een gewicht van ongeveer één gram onder de zwaartekracht van de aarde. Volgens Angel zouden biljoenen van deze objecten samen een cilindrische wolk kunnen vormen met een diameter van de helft van die van de aarde en een lengte van 60.000 mijl. In de lengterichting tussen de zon en de aarde op L1 geplaatst, zou deze wolk het zonlicht op het oppervlak van onze planeet gelijkmatig met 2 procent verminderen, wat voldoende zou zijn om de opwarming te compenseren die wordt veroorzaakt door zelfs een verdubbeling van de atmosferische koolstofdioxide.
Angel benadrukt dat zijn plan een noodoptie is, die alleen mag worden gebruikt als de klimaatverandering zo versnelt dat er binnen een decennium of twee een wereldwijde catastrofe opdoemt. Het is, zegt hij, geen vervanging voor de ontwikkeling van hernieuwbare energie, de enige permanente oplossing. Het is maar goed dat Angel die kwalificatie maakt, aangezien hij schat dat de totale massa van alle vliegers waaruit zijn wolk bestaat 20 miljoen ton zou zijn en in totaal 20 elektromagnetische draagraketten. Voor $ 10.000 per pond zijn conventionele raketten een onbetaalbaar dure manier om zoveel massa in een baan om de aarde te krijgen. Mensen zouden tien jaar lang elke vijf minuten een stapel flyers moeten lanceren om de hele structuur op zijn plaats te zetten.
Gregory Benford, een professor in plasmafysica en astrofysica aan de Universiteit van Californië, merkt op: Dit hele L1-idee is leuk, maar het gaat biljoenen dollars kosten, we kunnen het niet meteen doen, en het wordt gebruikt om de hele gebied van geo-engineering als rook en spiegels. Benford was behalve adviseur voor NASA, het ministerie van Energie en de White House Council on Space Policy een sciencefictionschrijver en hij maakt zorgvuldig onderscheid tussen momenteel haalbare technologische oplossingen en de soorten geavanceerde mogelijkheden die hij schrijft over in zijn fictie. Dit zijn leuke ideeën voor het jaar 2100. Maar we wonen er niet. Mensen begrijpen niet helemaal dat we nooit meer in ons leven het CO2-gehalte in de atmosfeer zullen zien waar we gisteren van genoten. Onze kleinkinderen waarschijnlijk ook niet.
Wat te doen? Andere wetenschappers hebben op aarde gebaseerde megamodificaties in het milieu voorgesteld, zoals reflecterende films die over de woestijnen van de planeet worden gelegd of de zeeën met ijzer bemesten om enorme bloei van planten te creëren die dan tonnen kooldioxide zouden verbruiken en, als de planten stierven, de koolstof in de zee. Maar zelfs deze maatregelen zijn problematisch en groots als de meeste Europese en Noord-Amerikaanse milieuactivisten zich blijven inzetten voor een internationaal regime van CO2-emissielimieten en het idee van radicale nieuwe technologieën verwerpen om de klimaatverandering die de technologische samenleving al heeft veroorzaakt, te verzachten.
Aan de ene kant hebben zulke mensen wel een punt, aangezien elke globale wijziging van het milieu die fout gaat, een erger middel is dan de kwaal. Aan de andere kant lijkt het steeds onwaarschijnlijker dat er op korte termijn een wereldwijde overeenkomst over emissieplafonds tot stand zal komen. Het IPCC-rapport beweert dat het zeer waarschijnlijk is dat het klimaat op aarde al voorbij het punt van geen terugkeer is gegaan en dat de zeespiegel millennia lang zal blijven stijgen. Tegelijkertijd arriveren miljarden mensen in China en India aan de tafel van het Eerste Wereldbanket: volgens het International Energy Agency zal China over twee jaar de Verenigde Staten passeren als de grootste bron van koolstofemissies. De politieke onmogelijkheid van wat ik de verbodsagenda noem – dat wil zeggen het koolstofverbod – geeft een soort hallucinogene kwaliteit aan de discussie over de opwarming van de aarde, zegt Benford. Geen enkele econoom die ik ken, gelooft dat de wereldwijde CO2-uitstoot binnen een eeuw kan worden beperkt tot het niveau dat we nu hebben. Elke econoom weet dat het tijdschema voor het veranderen van de energie-infrastructuur minstens een halve eeuw tot een eeuw is, alleen al vanwege de vervangingskosten. Economen zijn ook wetenschappers, en hen negeren is niet alleen blind: het is pervers.
Benford heeft een voorstel dat de voordelen heeft dat het zowel een van de eenvoudigste planeetkoelingstechnologieën is die tot nu toe is voorgesteld, en dat het in eerste instantie testbaar is in een lokale context. Hij suggereert suspensie van kleine, onschadelijke deeltjes (afmetingen van een derde van een micron) op ongeveer 80.000 voet boven in de stratosfeer. Deze deeltjes kunnen bestaan uit diatomeeënaarde. Dat is siliciumdioxide, dat chemisch inert is, zo goedkoop is als de aarde en gemakkelijk kan worden verkleind tot de grootte die we willen, zegt Benford. Dit zou in eerste instantie kunnen worden getest, zegt hij, boven het noordpoolgebied, waar de opwarming al aanzienlijk is en waar weinig mensen leven. Arctische atmosferische circulatiepatronen zouden de ingezette deeltjes rond de Noordpool grotendeels beperken. Een eerste experiment zou kunnen plaatsvinden ten noorden van 70 graden noorderbreedte, boven de Noordelijke IJszee en buiten de landsgrenzen. Het feit dat zo'n experiment omkeerbaar is, is net zo belangrijk als het feit dat het regionaal is, zegt Benford.
Is het voorstel van Benford realistisch? Volgens Ken Caldeira, een vooraanstaand klimaatwetenschapper aan de Stanford University en het Carnegie Institution's Department of Global Ecology, lijkt het alsof elk klein deeltje het lukt in de benodigde hoeveelheden. Ik heb een aantal computersimulaties gedaan van wat de klimaatreactie zou zijn als het zonlicht weerkaatst, en ze geven allemaal aan dat het best goed zou werken. Hij voegt eraan toe dat ik deze geo-engineeringschema's niet zou beschouwen als onderdeel van de normale beleidsreactie, maar als er snel slechte dingen gebeuren, zullen mensen eisen dat er snel iets wordt gedaan.
Aangezien onze sociale systemen zouden instorten zonder de economische groei die afhankelijk is van de bestaande energie-infrastructuur die we hebben, is Benford persoonlijk van mening dat er niet op regeringen kan worden gerekend om alternatieven te ontwikkelen en in te voeren: iedereen die denkt dat regeringen plotseling in actie zullen komen droomt. Benford zegt dat een van de voordelen van zijn regeling is dat deze eenzijdig door private partijen kan worden uitgevoerd. Toepassing van deze technologieën in de Arctische zone of zelfs over de hele planeet zou zo goedkoop zijn dat veel private partijen het alleen zouden kunnen. Dat is echt een gevaarlijk idee, omdat het suggereert dat de hoofdrolspeler in dit drama niet langer de natiestaat zal zijn. Je zou dit kunnen doen voor honderd miljoen dollar per jaar. Je zou de hele planeet kunnen doen voor een paar miljard. Dat is verbazingwekkend goedkoop.