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?
Đó là vào ngày 10 tháng Tư, năm 1815, và chỉ trong chốc lát, mặt trời hầu như sắp biến mất. Trên một hòn đảo nằm ở Indonesia ngày nay, Núi Tambora phun trào với tiếng nổ có thể nghe được với khoảng cách 2.000 km. Những luồng hơi nước và tro bụi lưu huỳnh bốc cao hàng nghìn mét lên bầu trời, tạo thành những đám mây dông tối tăm kèm bồ hóng và sấm sét. Sự phun trào này sẽ trở thành sự kiện lớn nhất được ghi nhận trong lịch sử, nhưng, tại thời điểm đó, các tác động của nó thì chỉ mới bắt đầu. Tăng cao trong bầu khí quyển, khí thải của Tambora lan rộng khắp toàn cầu, che khuất mặt trời trong gần một năm. Bầu trời u ám và thời tiết lạnh giá của năm 1816 đã tàn phá nền nông nghiệp, dẫn đến nạn đói trên khắp Bắc Bán cầu. Các quốc gia đấu tranh với dịch bệnh, và các nghệ sĩ tạo ra những cống phẩm ảm đạm cho thời điểm dường như tận thế. Đây là năm không có mùa hè— đúng nghĩa là một trong những thời kỳ đen tối nhất trong lịch sử loài người. Vậy tại sao một số nhà nghiên cứu hiện đại lại tìm cách lặp lại nó?
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.
Hiển nhiên, không ai muốn tái tạo nạn đói và nỗi tuyệt vọng của thời kỳ này. Nhưng một số nhà khoa học quan tâm đến sử dụng bụi mù lưu huỳnh để che mặt trời, và hy vọng là, làm chậm lại các tác động của sự nóng lên toàn cầu. Đây là một trong nhiều đề xuất trong lĩnh vực địa kỹ thuật— một loại can thiệp có chủ đích, quy mô lớn trong các hệ thống tự nhiên của Trái đất nhằm giúp hạn chế biến đổi khí hậu. Các phương án địa kỹ thuật khác nhau can thiệp vào các hệ thống khác nhau. Bất kỳ kế hoạch nào làm mát hành tinh bằng việc ngăn chặn ánh nắng chiếu tới trái đất sẽ được xếp vào danh mục quản lý bức xạ Mặt Trời. Một vài trong các đề xuất này có quy mô vô cùng lớn, chẳng hạn như các đề xuất tạo ra một phiên bản có ích của các cột khói núi lửa hoặc xây một mái hiên khổng lồ trên quỹ đạo Trái đất. Các đề xuất khác hạn chế hơn, tập trung vào tăng cường hệ thống làm mát tự nhiên. Ví dụ, các nhà nghiên cứu có thể tăng cường các đám mây đại dương hoặc làm cho Trái đất phản chiếu nhiều ánh sáng mặt trời hơn bằng việc tạo ra các dải bề mặt màu trắng khổng lồ.
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.
Nhiều phương án trong số này nghe có vẻ hơi lạ. Nhưng có lý do để tin rằng chúng có thể hiệu quả, nhất là do các sự kiện tự nhiên như sự kiện phun trào củaTambora. Các nhà khoa học biết rằng các đợt phun trào núi lửa đã định kỳ làm mát khí hậu. Tính cả đợt phun trào Pinatubo năm 1991 và vụ nổ Krakatoa vào năm 1883 đã làm giảm đi nhiệt độ trung bình toàn cầu vào khoảng ít nhất nửa độ C trong vòng gần một năm. Những hiệu ứng làm mát này có tác dụng toàn cầu và nhanh chóng— nhưng chúng cũng cực kỳ nguy hiểm. Trái đất là một hệ thống hỗn loạn nơi mà ngay cả những thay đổi nhỏ nhất có thể tạo ra vô số hiệu ứng gợn sóng khó lường. Chúng ta biết rằng nhiệt độ làm mát sẽ ảnh hưởng đến lượng mưa, thời tiết khắc nghiệt và các hiện tượng khí hậu khác, nhưng ngay cả những mô hình máy tính tiên tiến nhất cũng khó có thể dự đoán được những hậu quả này sẽ xảy ra như thế nào hoặc ở đâu. Quản lý bức xạ mặt trời của quốc gia này có thể là thảm họa bất thường của quốc gia khác, làm thời tiết khắc nghiệt hoặc mùa màng thất bát như sau vụ phun trào của Tambora. Và ngay cả khi những phương án này đã làm mát hành tinh một cách an toàn, thì việc quản lý bức xạ mặt trời cũng không giải quyết được khí nhà kính đang gây ra sự nóng lên toàn cầu. Những giải pháp này chỉ là những miếng băng cá nhân mang tính thử nghiệm cao mà thế giới sẽ phải chịu đựng trong ít nhất vài thập kỷ trong khi chúng ta vẫn phải tiếp tục cố gắng loại bỏ CO2 ra khỏi không khí. Và nếu chúng ta gỡ những miếng băng cá nhân đó ra sớm, nhiệt độ toàn cầu có thể nhanh chóng tăng trở lại, gây ra một đợt siêu nóng dữ dội.
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.
Vì những lý do này và hơn thế nữa nên quản lý bức xạ mặt trời đầy rủi ro. Ngày nay, các nhà nghiên cứu đang tiến hành các thí nghiệm quy mô nhỏ, ví dụ như tăng cường các đám mây đại dương để bảo vệ Rạn san hô Great Barrier khỏi việc ngày càng nóng và tẩy trắng hơn. Và hầu hết các nhà khoa học đồng ý rằng ta nên đi theo hướng giảm lượng khí thải và loại bỏ khí CO2 trong khí quyển là việc đầu tiên và trên hết. Tuy nhiên, có những lý do để tiếp tục nghiên cứu về các giải pháp tích cực này. Thời kỳ tuyệt vọng cần giải pháp quyết liệt, và trong tương lai, địa kỹ thuật có thể là phương sách cuối cùng của nền văn minh. Hơn nữa, một số phương án như trên sẽ được thực hiện một cách cực kì dễ dàng bởi các gián điệp kinh tế với lượng tiền mặt đủ nhiều. Vậy nên chúng tôi muốn chuẩn bị sẵn sàng nếu ai đó bắt đầu công nghệ địa kỹ thuật mà không có sự chấp thuận từ chính phủ. Nhưng có lẽ lý do quan trọng nhất để điều tra các tác động của địa kỹ thuật chính là do con người đã can thiệp quy mô lớn vào bầu khí quyển. Hiểu theo cách khác, biến đổi khí hậu là một dự án địa kỹ thuật ngoài ý muốn được nạp nhiên liệu bởi lượng khí thải được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch trong nhiều thế kỷ. Và nếu chúng ta không hành động để hạn chế lượng khí thải và loại bớt CO2 ra khỏi bầu khí quyển sớm, thì mùa hè có lẽ không bao giờ còn trở lại như xưa.