It’s April 10th, 1815, and in just a few moments, the sun is going to disappear. On an island in present-day Indonesia, Mount Tambora erupts with a boom that can be heard over 2,000 kilometers away. Sulfurous plumes of steam and ash billow thousands of meters into the sky, forming dark storm clouds of soot and lightning. This eruption will go down as the largest in recorded history, but, at this point, its impact is only just beginning. Ascending high into the atmosphere, Tambora’s emissions spread across the globe, blotting out the sun for almost an entire year. The hazy skies and cold weather of 1816 wreak havoc on agriculture, leading to famines all across the Northern Hemisphere. Nations struggle with epidemics, and artists craft bleak tributes to these seemingly apocalyptic times. This was the year without summer— literally one of the darkest periods in human history. So why are some modern researchers looking for ways to repeat it?
Jest 10 kwietnia 1815 roku i za chwilę Słońce zniknie. Na pewnej wyspie, na terenie dzisiejszej Indonezji, wulkan Tambora wybucha z hukiem słyszalnym na ponad 2000 kilometrów. Siarkowe smugi dymu i pyłu kłębią się tysiące metrów ponad powierzchnią, formując ciemne chmury sadzy i błyskawice. Ta erupcja zapisze się jako największa w historii, jednak na razie jej wpływ to dopiero początek. Wzlatując wysoko w atmosferę, emisje wydobywające się z Tambory przemierzają cały glob, przesłaniając Słońce na prawie rok. Rok później zamglone niebo i chłód sieją spustoszenie w gospodarce, powodując głód na całej półkuli północnej. Ludzie cierpią z powodu epidemii, a artyści składają ponure hołdy tym rzekomo apokaliptycznym czasom. Ten rok bez lata stał się dosłownie najciemniejszym okresem w dziejach ludzkości. Dlaczego więc niektórzy współcześni naukowcy chcą to powtórzyć?
Obviously, no one wants to replicate this period’s famine and despair. But some scientists are interested in using sulfurous haze to block out the sun, and hopefully, slow the effects of global warming. This is one of many proposals in the realm of geoengineering— a class of deliberate, large-scale interventions in Earth’s natural systems intended to help restrain climate change. Different geoengineering schemes intervene in different systems. Any plans to cool the planet by blocking the amount of sunlight reaching the earth would fall in the category of solar radiation management. Some of these proposals are massive in scale, such as suggestions to create a helpful version of volcanic plumes or build a giant sunshade in Earth’s orbit. Others are more limited, focusing on enhancing natural cooling systems. For example, researchers might enlarge marine clouds or make Earth reflect more sunlight by building huge swaths of white surfaces.
Oczywiście nikt nie chce powrotu do czasów głodu i beznadziei. Jednak niektórzy naukowcy myślą o użyciu aerozoli siarczanów do zasłonięcia Słońca z nadzieją na spowolnienie efektów globalnego ocieplenia. To jedna z wielu propozycji z zakresu geoinżynierii, czyli celowych i zakrojonych na dużą skalę interwencji w naturalne systemy Ziemi mających powstrzymać zmiany klimatu. Konkretne poczynania geoinżynierii ingerują w różne systemy. Jakiekolwiek plany dotyczące blokowania dopływu światła słonecznego znajdą się w kategorii kontroli promieniowania słonecznego. Propozycje na wielką skalę to na przykład stworzenie użytecznych emisji wulkanicznych lub zbudowanie ogromnych “kosmicznych żaluzji” na orbicie Ziemi. Istnieją też takie, które dotyczą poprawy naturalnych systemów chłodzenia, między innymi poprzez wybielanie chmur lub tworzenie białych powierzchni i dzięki temu zmianę odbijalności światła.
Many of these plans sound more than a little strange. But there’s reason to believe they might work, not least because of natural events like the eruption of Tambora. Scientists know that volcanic eruptions have periodically cooled the climate. Both the Pinatubo eruption in 1991 and 1883′s blast of Krakatoa reduced global average temperatures by at least half-a-degree Celsius for up to a year. These cooling effects are global and fast acting— but they're also incredibly risky. The Earth is a chaotic system where even the smallest changes can create countless unpredictable ripple effects. We know that cooling temperatures impacts precipitation, extreme weather, and other climate phenomena, but it’s difficult for even the most advanced computer models to predict how or where these consequences will occur. One country’s solar radiation management might be another country’s unnatural disaster, causing extreme weather or crop failures like those following Tambora’s eruption. And even if these schemes did safely cool the planet, solar radiation management doesn’t address the greenhouse gases that are causing global warming. These solutions are just highly experimental band-aids that the world would have to endure for at least a few decades while we work on actually removing CO2 from the air. And if we pulled that band-aid off prematurely, global temperatures could rapidly rebound, causing a period of intense super warming.
Wiele z tych planów może brzmieć dziwnie. Jednak są powody, żeby wierzyć, że mogą działać, choćby przez pamięć o efektach klimatycznych po wybuchu wulkanu Tambora. Naukowcy wiedzą, że wybuchy wulkanów na pewien czas ochłodziły klimat. Zarówno erupcja Pinatubo w 1991 roku, jak i wybuch wulkanu Krakatau obniżyły średnie globalne temperatury o co najmniej 0,5 stopnia Celsjusza nawet na rok. Te działania chłodzące są globalne i działają szybko. Są też jednak mocno ryzykowne. Ziemia jest chaotycznym systemem, gdzie nawet najmniejsza zmiana może spowodować niezliczenie wiele nieprzewidywalnych efektów ubocznych. Wiemy też, że ochłodzenie klimatu wpływa na opady, ekstremalne warunki pogodowe i inne zjawiska klimatyczne, ale nawet najbardziej zaawansowane modele komputerowe mają problem z przewidywaniem, jak i kiedy te konsekwencje się pojawią. Zarządzanie promieniowaniem słonecznym jednego kraju może być katastrofą dla drugiego, powodując ekstremalne zjawiska pogodowe lub klęskę nieurodzaju, jak w przypadku wybuchu wulkanu Tambora. Nawet jeśli zabiegi geoinżynierii bezpiecznie schłodziłyby planetę, kontrola promieniowania słonecznego nie rozwiązuje kwestii gazów cieplarnianych, które powodują globalne ocieplenie. Te pomysły to tylko bardzo eksperymentalne tymczasowe rozwiązania, które musielibyśmy wytrzymać przez co najmniej kilka dekad, jednocześnie pracując nad usunięciem CO2 z powietrza. Jeśli przedwcześnie z nich zrezygnujemy, globalne ocieplenie szybko wróci, powodując okres intensywnych upałów.
For these reasons and more solar radiation management is risky. Today, researchers are running small-scale experiments, such as enhancing marine clouds to protect the Great Barrier Reef from further heating and bleaching. And most scientists agree that we should pursue ways to cut emissions and remove atmospheric CO2 first and foremost. However, there are reasons to keep studying these more aggressive approaches. Desperate times call for desperate measures, and in the future, geoengineering might be civilization’s last resort. Furthermore, some of these plans would be shockingly easy to execute by some rogue actor with enough cash. So we’ll want to be prepared if someone starts geoengineering without governmental approval. But perhaps the most important reason to investigate the impacts of geoengineering is that people are already making large scale interventions in the atmosphere. In many ways, climate change is an unintended geoengineering project fueled by the emissions generated from centuries of burning fossil fuels. And unless we take action to curb emissions and draw CO2 out of the atmosphere soon, summer may never be the same again.
Z tego i innych powodów kontrola promieniowania słonecznego jest ryzykowna. Dzisiaj naukowcy prowadzą eksperymenty na małą skalę, takie jak wybielanie chmur, by chronić Wielką Rafę Koralową przed dalszym blaknięciem i nagrzewaniem się. Większość badaczy zgadza się, że przede wszystkim powinniśmy skupić się na usunięciu CO2 z atmosfery. Jednak są powody, dla których warto studiować te bardziej radykalne sposoby. Trudne czasy wymagają podejmowania trudnych decyzji, a w przyszłości geoinżynieria może okazać się naszą ostatnią deską ratunku. Co więcej, niektóre z tych planów byłyby zadziwiająco łatwe do wdrożenia w życie przez jakiegoś niegodziwca z wystarczającą sumą na koncie. Dlatego też chcemy być przygotowani na wypadek, gdyby ktoś zaczął zajmować się geoinżynierią bez rządowej zgody. Jednak chyba najważniejszym powodem, by badać wpływ geoinżynierii jest fakt, że ludzie już teraz ingerują w atmosferę w dużym stopniu. Pod wieloma względami zmiany klimatyczne są niezamierzonym projektem geoinżynieryjnym, przez wieki napędzanym przez spalanie paliw kopalnych. Jeśli nie podejmiemy kroków, by zahamować emisje i usunąć CO2 z atmosfery, możemy pożegnać się z latem, jakie znamy.