Bo jak inaczej można na pierwszy rzut oka opisać scenariusz, w którym ogromna flotylla statków dokarmia armię mikroskopijnych stworzeń, które walczą za nas o ocalenie klimatu planety? Albo taki, w którym zmieniamy skład chemiczny wszystkich oceanów świata? Nie wspominając o takim, w którym ogromne pompy zmieniają cyrkulację wody w oceanach, albo potężne instalacje przepuszczają przez morską wodę prąd, by oczyścić ją ze szkodliwych substancji? W każdym ze scenariuszy ludzkość przebudowuje procesy o skali planetarnej, które przez miliardy lat kształtowały życie na Ziemi. I bierze za nie odpowiedzialność.

Autorzy opublikowanego na początku grudnia raportu obawiają się, że takie fantastyczne wizje będą musiały się ziścić, jeśli mamy mieć szansę na zatrzymanie katastrofy klimatycznej. A trudno ich oskarżyć o czcze fantazjowanie: raport przygotował panel wybitnych uczonych z wielu dziedzin, pracujących na rzecz Narodowych Akademii Nauki, Inżynierii i Medycyny - najważniejszej instytucji naukowej USA.

***

David Keith od lat przygotowuje się do hakowania planety. W swoim wystąpieniu na konferencji TED w 2007 roku zapowiadał, że "możemy wywołać nową epokę lodowcową kosztem 0,001 procent globalnego PKB. To bardzo tanie". Za jego plecami wyświetlała się ilustracja dźwigni Archimedesa, który zapowiadał: "dajcie mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię".

Keith jest profesorem fizyki stosowanej i polityki publicznej na Uniwersytecie Harvarda. Jest też założycielem firmy Carbon Engineering, zajmującej się wychwytywaniem z powietrza dwutlenku węgla. Ale jego prezentacja i niemal cała publiczna działalność z ostatniego ćwierćwiecza dotyczy innego pomysłu na regulację klimatu Ziemi. Pomysłu drastycznego, szybkiego i potencjalnie bardzo niebezpiecznego.

On sam doskonale zdaje sobie sprawę z ryzyka. W 2013 r., gdy był gościem programu "Colbert Report", przyznał, że to rozwiązanie jest "przerażające", "doskonale niedoskonałe" i że budzi się zlany potem, gdy w jego głowie pojawiają się myśli związane z zagrożeniami.

Jednocześnie uważa, że wprowadzenie go w życie jest nieuchronne i może być naszą ostatnią nadzieją na uratowanie planety. Na razie jednak na drodze stanęli mieszkańcy szwedzkiej dalekiej północy.

***

"Ja jestem Ozymandyas, król królów. Mocarze! Patrzcie na moje dzieła i przed moją chwałą Gińcie z rozpaczy!"

Napis na powalonym pomniku w zapomnianym mieście z wiersza Percy’ego Shelleya, miał być drwiną z ludzkiej pychy i ulotności. Na pierwszy rzut oka pomysł, że człowiek może przebudować całą planetę tak, by uchronić ją przed skutkami własnej działalności, jest takim samym dowodem na manię wielkości Homo sapiens.

Tyle że ostatnie stulecie dobitnie pokazało, że ludzkość jest jak najbardziej zdolna do manipulowania systemami regulującymi funkcjonowanie samej Ziemi. Nie wiadomo tylko, czy potrafi robić to w sposób zamierzony.

W 2021 r. poziom dwutlenku węgla w atmosferze przekroczył 419 cząstek na milion. Najwięcej co najmniej od pliocenu, około 4,1-4,5 mln lat temu, kiedy poziom mórz był o 23 metry wyższy niż obecnie. Powód tego wzrostu od lat nie budzi wątpliwości uczonych. Ludzkość pompuje do atmosfery każdego roku 40 mld ton dwutlenku węgla, który pozostanie w niej co najmniej przez stulecie. Drzewa, sawanny i oceany pochłaniają rocznie, według różnych szacunków, od ośmiu do kilkunastu miliardów ton. Natura przegrała. Od początku rewolucji przemysłowej prowadzimy nieprzerwany i niekontrolowany eksperyment.

Na razie jego skutki przypominają rezultaty prac bohatera powieści napisanej przez żonę Shelleya, Mary. Tak jak w jej "Frankensteinie", powstały wskutek ślepej wiary w naszą wszechmoc potwór wyrwał się spod kontroli i szykuje srogą nauczkę dla swoich twórców.

Geoinżynieria zakłada jednak, że skoro raz zmieniliśmy klimat Ziemi, możemy to zrobić znowu. Tym razem na lepsze.

***

5 listopada 1965 r. na biurko amerykańskiego prezydenta Lyndona Johnsona trafił raport "Przywracanie jakości naszego środowiska". Jego autorzy, wybitni klimatolodzy: Roger Revelle, Wallace Broecker, Charles Keeling, Harmon Craig i Joseph Smagorinsky już wtedy dokładnie opisali konsekwencje, jakie emisja CO₂ będzie miała dla klimatu Ziemi. Badacze uprzedzali, że skutki niekontrolowanych emisji CO₂ mogą wymagać sięgnięcia po drastyczne środki. W tym właśnie po geoinżynierię. Był to może pierwszy oficjalny, rządowy dokument, w którym wskazywano ją jako opcję.

"Poprzez swoją ogólnoświatową cywilizację przemysłową, człowiek nieświadomie przeprowadza rozległy eksperyment geofizyczny. W ciągu kilku pokoleń spala on paliwa kopalne, które powoli gromadziły się na Ziemi przez ostatnie 500 milionów lat" - pisali autorzy. "Należy zatem dokładnie zbadać możliwości celowego spowodowania wyrównawczych zmian klimatycznych".

Przez kolejne dziesięciolecia proponowano setki możliwych rozwiązań, które miałyby pomóc nam wybrnąć z klimatycznego kryzysu, zanim skończymy jak Ozymandyas. Wszystkie łączy kolosalna skala, którą musiałyby przybrać. Są wśród nich rozwiązania mniej i bardziej szalone, mniej i bardziej realistyczne, ale wszystkie można podzielić na dwie grupy, które atakują dwie przyczyny globalnego ocieplenia: bezpośrednią i pośrednią.

Planeta ociepla się, bo choć dociera do nas z grubsza stała porcja energii ze Słońca, to coraz więcej promieniowania podczerwonego jest zatrzymywanego w atmosferze przez gazy, takie jak dwutlenek węgla czy metan. Skoro tak, to do problemu można podejść z dwóch stron. Możemy zmniejszyć ilość CO₂ w atmosferze albo zmniejszyć ilość promieniowania słonecznego, które dociera do powierzchni Ziemi.

***

Te pierwsze rozwiązania, zbiorczo określane skrótem CDR (Carbon Dioxide Removal), polegają na usuwaniu z atmosfery dwutlenku węgla, który został tam wpompowany przez człowieka.

- Można to robić na różne sposoby, które zwykle nazywa się "naturalnymi", "technicznymi" i "hybrydowymi" - tłumaczy nam dr David Keller, który pracuje nad sposobami naturalnego usuwania CO₂ z atmosfery w niemieckim Centrum Oceanograficznym im. Helmholtza. - Naturalne polegają na sadzeniu drzew, lepszym zarządzaniu glebami, odbudowie lasów wodorostów w oceanach i podobnych działaniach. Technologiczne polegają na wykorzystaniu urządzeń, które zasysają powietrze, a potem oddzielają z niego CO₂, który jest magazynowany pod ziemią. A rozwiązania hybrydowe polegają na przykład na hodowli roślin na biomasę, spalaniu ich w elektrowniach i przechwytywaniu i składowaniu wydzielanego podczas spalania dwutlenku węgla.

Według poprzedniego raportu amerykańskich akademii narodowych, zastosowanie tych metod może być niezbędne, by powstrzymać galopujące ocieplenie i wypełnić założenia porozumienia paryskiego: badacze szacują, że zatrzymanie procesów ocieplania planety przed przekroczeniem progu dwóch stopni Celsjusza ponad poziom sprzed rewolucji przemysłowej będzie wymagało w połowie stulecia odsysania z powietrza 10 mld ton CO₂ rocznie. Do końca wieku - 20 mld ton.

Stosowane dziś urządzenia do odsysania CO₂ są bardzo kosztowne w eksploatacji. Usunięcie tony dwutlenku węgla z atmosfery za ich pomocą kosztuje od 100 do 800 dolarów, co oznacza, że osiągnięcie celu kosztowałoby na dziś w najlepszym przypadku 10 bilionów dolarów rocznie. Z kolei usunięcie CO₂ za pomocą roślin hodowanych na biomasę wymagałoby obsiania nimi obszaru równego powierzchni Indii.

Amerykańscy badacze wskazują jednak, że o wiele taniej i skuteczniej można usuwać CO₂ z atmosfery, posługując się oceanem jak wielką gąbką na gazy cieplarniane.

***

W oceanach już dziś przechowywanych jest około 50 razy więcej węgla niż w atmosferze Ziemi. Jest w wodzie, w osadach i w żywych istotach. Co ważne, pozostanie tam przez stulecia. Co oznacza, że nie przyczyni się w tym czasie do ocieplania planety. Ale uczeni są przekonani, że ocean stać na więcej. Trzeba mu tylko nieco pomóc. Raport Akademii Nauk sugeruje kilka rozwiązań.

Pierwszym jest nawożenie oceanu żelazem, fosforem czy azotem. Rozpylone na powierzchni miałyby stymulować rozwój fitoplanktonu, czyli mikroorganizmów odżywiających się za pomocą fotosyntezy. Wiążą one węgiel, a następnie same są zjadane przez skorupiaki, ryby czy wieloryby. Kiedy te zwierzęta umierają, ich ciała, wraz ze zgromadzonym węglem, opadają na dno, tworząc ogromne składowisko gazów cieplarnianych.

Innym pomysłem jest tzw. sztuczny upwelling i downwelling. Zakłada wykorzystanie systemu rur i pomp do stworzenia sztucznych prądów morskich, wynoszących zimną, bogatą w składniki odżywcze wodę z głębin na powierzchnię. Rozważane jest także wykorzystanie reakcji elektrochemicznych do usuwania dwutlenku węgla z wody.

Najmniej kontrowersyjną propozycją jest ochrona oceanicznego środowiska. Odbudowa ekosystemów, takich jak lasy wodorostów czy mangrowców może mieć kolosalne znaczenie dla ratowania klimatu. Jedno z badań szacuje, że ochrona zaledwie ośmiu gatunków wielorybów może zneutralizować nawet 8,7 megaton węgla. Raport wzywa rząd USA do rozpoczęcia 10-letniego programu badawczego wartego ponad miliard dolarów.

"Niektóre pytania są czysto naukowe. Czy to rzeczywiście działa? Czy przechowuje węgiel przez wystarczająco długi czas? Jak wpływa na środowisko?" - pisze główny autor badania Scott Doney, oceanograf z Uniwersytetu Wirginii. "O wiele więcej pytań ma charakter prawny, ekonomiczny czy etyczny".

Problemem jest też to, że to działania na dziesięciolecia. A kryzys klimatyczny już tu jest. Druga grupa rozwiązań może przynieść planecie niemal natychmiastową ulgę, ale zapłacilibyśmy za to potencjalnie wysoką cenę.

***

Wielki eksperyment przeprowadziła sama natura. Kilkukrotnie. W 1814, 1883 i 1991 r. gwałtowne zjawiska sprawiły, że globalna temperatura na kilka lat spadła nawet o 1,2 stopnia Celsjusza. Przyczyną ochłodzenia były kolosalne erupcje wulkanów: Tambora, Krakatau i Pinatubo. Każda z nich wpompowała do atmosfery miliardy ton pyłów i dwutlenku siarki, który w stratosferze odbija promienie słoneczne. Druga grupa rozwiązań geoinżynieryjnych, znana jako "zarządzanie promieniowaniem słonecznym" (SRM), ma na celu skopiowanie tego efektu. Stworzenie nad Ziemią rodzaju słonecznego parasola.

To właśnie o tym efekcie mówił prof. Keith, wyliczając cenę za rozpoczęcie nowej epoki lodowcowej. Pracuje nad wprowadzeniem go w życie jako kierownik Solar Geoengineering Research Program Uniwersytetu Harvarda.

Powstrzymanie wzrostu temperatur wymagałoby według niego jedynie kilkudziesięciu samolotów i tysięcy ton pospolitych chemikaliów. Samoloty wysoko w atmosferze rozpylałyby siarczany czy węglany wapnia, które odbijałyby część promieniowania słonecznego, zanim mogłoby ono zostać uwięzione w atmosferze przez gazy cieplarniane. Zaledwie kilka gramów siarczanów w stratosferze może zrównoważyć ocieplenie wynikające z emisji jednej tony dwutlenku węgla - w stosunku prawie milion do jednego. Keith ocenia koszty projektu na miliard dolarów rocznie. Jest tylko jeden haczyk.

***

Odbijające promienie słoneczne związki pozostają w atmosferze krótko, najwyżej dwa lata. A, jako że pod ich ochronną tarczą stężenie CO₂ nadal pozostaje wysokie, jakakolwiek przerwa w ich rozpylaniu doprowadziłaby do błyskawicznego, skokowego wzrostu temperatury. Jeśli zaczniemy sztucznie schładzać atmosferę, będziemy musieli robić to tak długo, jak długo stężenie gazów cieplarnianych będzie podwyższone. Potencjalnie przez stulecia.

Tylko czy fakt, że temperatura spadła i widmo katastrofy się oddaliło, nie podziała na nas demobilizująco? Czy nie stanie się pretekstem do tego by, zamiast redukować emisje, nie robić nic, bo przecież problem "się rozwiązał"?

- To argument naszych oponentów, który szczerze mówiąc, nam także spędza sen z powiek - mówi nam współpracownica Keitha Selena Wallace. - Firmy z branży paliw kopalnych mogą wykorzystać tę technologię jako pretekst, by nie redukować własnej produkcji. Ale żaden wiarygodny naukowiec czy polityk nie zgodzi się na zastosowanie tej technologii bez istotnej redukcji emisji.

Sam Keith w rozmowie z magazynem "Harvard Crimson" stawia sprawę jeszcze dosadniej: "Nikt, kto ma mózg, nie powie, że geoinżynieria słoneczna jest substytutem ograniczania emisji". Tyle że nasza historia jasno pokazuje, że czasami dochody biorą górę nad rozsądkiem.

Te same erupcje wulkanów, które stanowią dobitny dowód na to, że ta technika działa, pokazują też jej ciemną stronę. Eksplozja Pinatubo w 1991 r. zakłóciła cały obieg wody w regionie Pacyfiku, zatrzymując życiodajne monsuny. Rok po erupcji Tambory został nazwany "rokiem bez lata", a na półkuli północnej śnieg padał nawet w lipcu. Stratosferyczna "tarcza" będzie miała jeszcze jeden skutek. Zmieni kolor nieba. Zamiast błękitu i czerni nad głowami będziemy mieli biel i bezgwiezdną szarość. Może nawet przez stulecia.

***

Testy systemu miały mieć miejsce już tego lata. Naukowcy z Harvardu chcieli wypuścić w powietrze nad północną Szwecją balon, który miałby przetestować założenia i urządzenia.

Pierwszy lot, zaplanowany na czerwiec 2021 r., miał jedynie przetestować sam balon. Kolejny, po kilku miesiącach, miał wzbić się na wysokość 20 km nad Kiruną i uwolnić mały pióropusz cząsteczek. Celem było znalezienie odpowiedzi na dwa podstawowe pytania: czy jeden kilogram aerozoli rozproszyłby się równomiernie na dystansie kilometra oraz jak aerozole węglanu wapnia zareagowałyby ze stratosferą. Badacze zapewniali, że lot uwolniłby tak niewielką ilość węglanu wapnia, że nie stanowiłby "żadnego znaczącego zagrożenia dla ludzi lub środowiska".

Rada Saamów zamieszkujących ten obszar miała na ten temat inne zdanie. Przedstawiciele Rady skierowali do badaczy i szwedzkich władz listy otwarte wyrażające ich niezgodę na eksperyment. Nie chodziło im o to, czy i ile substancji uwolni ten konkretny balon, ale o to, że sam eksperyment legitymizuje technologię, którą uważają za niebezpieczną. "Istota technologii geoinżynierii słonecznej zawiera wiele nieznanych zagrożeń, których jako globalna społeczność nie możemy podjąć dla dobra przyszłych pokoleń" - pisali.

Po proteście eksperyment zawieszono. Nie wiadomo, czy zostanie wznowiony.

***

Są jednak miejsca, gdzie w ograniczonej skali teoria zarządzania promieniowaniem słonecznym jest wprowadzana w życie. Jednym z nich jest Wielka Rafa Koralowa.

Australijscy naukowcy przygotowują testy, polegające na rozpylaniu nad niektórymi, najbardziej narażonymi na przegrzanie sekcjami rafy, mgiełki kryształów soli. Gdyby udało się im nieco zmniejszyć ilość światła docierającego do oceanu, o około pięciu do dziesięciu procent, przegrzane, umierające koralowce miałyby większą szansę na przeżycie. Badacze rozważają także pokrycie powierzchni wody nad rafą bardzo cienką warstwą zacieniającej folii.

***

Zastosowanie takich rozwiązań na skalę globalną budzi jednak obawy naukowców sięgające daleko poza same kwestie środowiskowe. Kto zdecyduje, jak ustawić globalny termostat? Kto będzie nadzorował proces? Czyje zdanie będzie brane pod uwagę? Czy interesy bogatych państw Północy jak zwykle przeważą nad najbardziej narażonymi na negatywne skutki zmian krajami Południa?

Profesor Alan Robock, klimatolog i jeden z czołowych autorytetów w kwestii gwałtownego ochładzania planety wskutek potencjalnej wojny jądrowej, nie widzi żadnej jasnej strony sztucznego schładzania klimatu.

"Nie obawiam się tak naprawdę geoinżynierii, bo nie wierzę, że zostanie wykorzystana" - pisze badacz. I zaznacza: "Ale największą obawą jest dla mnie wizja globalnej wojny jądrowej, która mogłaby wybuchnąć w rezultacie jej zastosowania. Jeśli kraje nie porozumieją się co do docelowej temperatury, jeśli ktoś wkurzy się na kogoś innego za manipulowanie klimatem, sytuacja szybko może przerodzić się w otwarty konflikt".

***

Jeśli ludzkości uda się spełnić założenia porozumienia paryskiego i ograniczyć emisje tak, by zahamować proces ocieplania planety, stosowanie tak ryzykownych technik może okazać się zupełnie zbędne. Na razie jednak globalny termostat wciąż jest ustawiony na grzanie. A im cieplej się robi, im więcej kataklizmów nawiedza świat, tym bardziej atrakcyjne zaczyna wydawać się grzebanie przy jego ustawieniach.