ハーバード大学の気候科学者は何十年もの間、人々に自分の研究を真剣に受け止めてもらおうと努力してきた。彼は、さまざまな技術的修正を通じて気候変動と戦うことを目的とした地球工学分野の先駆者です。長年にわたり、海に鉄を撒いてプランクトンが大気からより多くの炭素を吸収するように刺激したり、空気中から炭素を直接捕捉したりするというアイデアが提案されてきました。
キースは、大気から炭素を除去する技術を開発する会社を設立しましたが、彼の専門は太陽光地球工学です。これは、太陽光を地球から反射して、温室効果ガスによって大気中に閉じ込められる熱の量を減らすことです。この戦略は証明されていませんが、モデル化によればそれが機能することが示唆されています。また、大規模な火山噴火も同様の影響を与える可能性があるため、この考えを裏付ける現実世界のデータがいくつかあります。
近い将来、キースと彼の同僚は、この概念の最初のテストの 1 つである、成層圏として知られる上層大気の層に小さな反射粒子を注入する高高度気球を打ち上げたいと考えています。実験の場所と時間はまだ決定されていないが、人工成層圏粒子が自然の噴火と同じように地球の冷却に役立つかどうかを示すための小さな一歩となるだろう。
しかし、気候変動を技術的に解決するという考えには議論の余地がある。研究どころか、地球工学について話すことは、他の方法で気候変動と闘う取り組み、特に二酸化炭素排出削減という重要な取り組みを弱めるのではないかという懸念から、長い間タブー視されてきた。そのため、地球工学は気候研究の周縁に追いやられました。しかし、人々の態度は変わりつつあるかもしれない、とキース氏は言う。同氏は、地球工学だけでは気候変動の問題を解決できないが、排出削減と並行して慎重に実施すれば被害を軽減できる可能性があると主張する。
2000 年、キースはエネルギーと環境の年次レビューの中で、その時点までの主要な気候評価がこの気候変動をほとんど無視していたと指摘しました。今年初め、彼はシアトルで開催された米国科学振興協会の年次総会でこの分野の現状について講演した。 Knowable Magazineは、科学、技術、地政学的な状況がこの数十年でどのように変化したかについてキースと対談しました。
気候科学者デビッド・キースとのQ&A
この会話は長さと明瞭さのために編集されています。
20年前、あなたは地球工学について「非常に物議を醸している」と言いました。それ以来、論争はどう変化しましたか？
当時、それは気候について考えるかなり少数の人々が知っていたことであり、彼らは話さないことにほとんど同意していました。それで終わりだ。今ではさらに広く議論されるようになりました。確かにタブーは減ったと思います。確かにまだ議論の余地はありますが、私の感覚では、大きな変化が起こっていると感じています。気候科学や気候関連の公共政策に携わる人々や環境団体の人々は現在、たとえ多くの人が決して実施すべきではないと考えているとしても、これは話し合うべきことだと同意する人が増えている。研究を行うべきだという意見の一致も広がっている。本当に違う感じがします。
なぜ地球工学について話すことに対するタブーがあったのですか?それは有効だったと思いますか?
それは善意によるものだと思います。地球工学について話すと、排出削減の努力が減るのではないかと人々が心配するのは当然です。モラルハザードに関するこの懸念が、研究を行わない正当な理由になるとは思いません。エイズ三剤混合カクテルが悪用され、抵抗が生じる恐れがあるため、アフリカでの配布を許可すべきではないと主張する人もいました。人々はより速く運転するようになるため、エアバッグの導入に反対する人もいた。リスクを補償する可能性、つまりより多くのリスクを引き受けることで人々が行動を変える可能性があるため、リスクを軽減する可能性のあるあらゆる種類のテクノロジーに反対する長い歴史があります。倫理的に混乱した議論だと思います。
私にとって最も深刻な懸念は、排出量削減を阻止することに政治的関心を持つ大手化石燃料会社などの一部の団体が、排出量削減に反対する論拠として地球工学の可能性を利用しようとすることだ。この懸念が、一部の大きな市民社会団体が、この問題が気候変動の議論に広範に関与しないように、この問題に関する議論を阻止または封じ込めようとしている主な理由である可能性があります。私にとって、その懸念は全く正当なものですが、議論を避けるのではなく、正面から立ち向かうのが正しい答えだと思います。私はエリートたちが密室で話し合って決定が下される世界を望んでいません。
過去 20 年間で地球工学の研究量は増加しましたか?
ここ数年でも劇的に。私が 2000 年にその年次レビュー論文を書いたとき、組織化された研究は事実上ゼロでした。時々興味を持ち、1% ほどの時間を費やしてくれる研究者も数人いました。
現在、言及したいと思うほとんどどこでも、小さな研究プログラムが存在します。かなり本格的な中国のプログラムがあります。米国のどの機関よりも資金が豊富なオーストラリアの機関がある。ヨーロッパにはいくつかあります。
過去 20 年間で、太陽地球工学の仕組みに関して最も驚いたことは何ですか?
大きな驚きは、私が関わった 2 つの研究を含む最近の結果で、地球規模の太陽地球工学プログラムの影響は懸念されていたほど地理的に不平等ではないことを示しています。本当の公共政策にとって重要なのは、誰の立場が悪化するかということだ。
昨年 Nature Climate Change に掲載されたある論文では、非常に高解像度のコンピューター モデルを使用し、地表全体で 2 つの世界を比較しました。1 つは産業革命前の 2 倍のレベルの二酸化炭素が存在する世界と、もう 1 つはもう 1 つの世界です。そこでは、気温の変化を半分に減らすのに十分な太陽地球工学が行われています。気候変動に関する政府間パネルによって指定された 33 の地理的調査地域のそれぞれについて、太陽地球工学が特定の気候変数を産業革命以前のレベルに戻す (これを「緩和」と呼ぶ) か、それとも産業革命以前の水準からさらに遠ざけるかどうかを調べようとしました。 、これを「悪化」と呼びます。
私たちは、極端な気温の変化、平均気温の変化、利用可能な水の変化、極端な降水量の変化など、最も重要な気候変数のいくつかに焦点を当てました。そして、私たちが発見したことは、真実であるにはあまりにも良すぎるようです。単一の領域で悪化した変数は 1 つもありませんでした。それは驚きでした。
Environmental Research Letters に 3 月に掲載された論文では、別のモデルで同じ分析を行ったところ、太陽地球工学では、4 つを除くすべての地域ですべてが緩和されることがわかりました。しかし、これら 4 つの地域はいずれも乾燥地域であり、さらに湿潤になります。したがって、私の推測では、これらの地域の住民の多くは実際にその結果を好むでしょう。なぜなら、一般に人々は湿潤よりも乾燥することを心配しているからです。
さて、モデルが示していることは、現実の世界では真実である場合もあれば、そうでない場合もあります。しかし、これらのテクノロジーを実際に調べ、実験で評価する理由が 1 つあるとすれば、このような結果は、どの地域も大幅に悪化させることなく、気候の主要な変動のほとんどすべてまたは多くを軽減できることを示しているからです。それはかなりのことです。
成層圏制御摂動実験 (SCoPEx) として知られる、計画されている現実世界の実験はどのように機能しますか?
SCoPEx は、成層圏にエアロゾルを投入し、プルーム内に放出された後の最初の数時間と最初の 1 キロメートルほどの相互作用を測定する成層圏気球実験です。これには、科学機器のパッケージを積んだゴンドラを高度 20 キロメートルまで上昇させる高高度気球が含まれます。氷、炭酸カルシウム（本質的には粉末状の石灰石）、または硫酸塩として知られる硫酸の液滴などの、非常に少量の物質が放出されます。ゴンドラには、もともとエアボート用に作られたプロペラが取り付けられ、放出物質の噴煙の中を飛行して測定できるようになります。
放出される物質の量は 1 キログラム程度ですが、一度放出されると健康や環境に直接的な影響を与えるには少なすぎます。目標は、気候を変えることでもなく、太陽光を反射できるかどうかを確認することでさえありません。目標は単に、成層圏、特にプルーム内でエアロゾルが形成される方法のモデルを改良することです。これは、太陽地球工学がどのように機能するかを理解するのに非常に関連しています。近いうちに実験を開始したいと考えています。しかし、それがいつ、どこで行われるかは、気球の入手可能性と諮問委員会からの勧告によって決まります。
私たちは、下層大気中の硫酸汚染に関連した健康リスクがあることを知っています。硫酸塩エアロゾルを成層圏に注入することによる潜在的な健康リスクはありますか?
私たちが成層圏に置いたものはすべて、最終的には地表に降りてくることになります。これは私たちが考慮しなければならないリスクの 1 つです。本格的な太陽地球工学プログラムには、年間約 150 万トンの硫黄と硫酸を成層圏に注入することが含まれる可能性があります。これは航空機群を使用して行うことができます。約 100 機の航空機が高度約 20 キロメートル (12 マイル) までペイロードを継続的に飛行する必要があります。これはクレイジーだと思うのも間違いではありません。大気下層の硫酸汚染により毎年多くの人が死亡していることがわかっているため、成層圏に硫酸を投入することは明らかにリスクです。しかし、年間 150 万トンが実際にどれくらいの量であるかを理解することが重要です。
1991 年のフィリピンのピナツボ山の噴火では、1 年間で約 800 万トンの硫黄が成層圏に流れ込みました。それは気候を冷やし、あらゆる種類のシステムに影響を与えました。現在、世界全体で年間約5,000万トンの硫黄が下層大気中に排出されており、微粒子による大気汚染により毎年数百万人が死亡しています。したがって、太陽地球工学による相対的なリスクはかなり小さいため、太陽地球工学を行わない場合のリスクと比較検討する必要があります。
本格的な太陽地球工学プログラムはどれくらい早く着手できるでしょうか?
それは非常に急速に起こる可能性がありますが、それが非常に急速に起こる方法はすべて悪いケースであり、基本的には一国が非常に急速にそれに飛びつくだけです。各国がただそれを始めるのではなく、明確な計画を明確にし、抑制と均衡などを組み込むことが最善であることは明らかです。
今後 5 年から 10 年の間に、より広範な研究が行われるとしたら（実際に態度が変化しているため、それは可能です）、一部の国の連合が、国家安全保障理事会によって批判される可能性のある真剣で目に見える計画を現実の実施に向けて歩み始める可能性は十分に考えられます。この 10 年の終わりまでに科学コミュニティが発足します。そんなに早く実現するとは思っていませんが、可能性はあると思います。
地球工学は、化石燃料の排出削減や大気中からの炭素の除去など、気候変動と闘うための他の取り組みとどのように調和するのでしょうか?
気候変動に関して私たちが行う最初の、そしてこれまでで最も重要なことは、経済の脱炭素化であり、これにより経済活動と炭素排出量との関係が断たれます。太陽地球工学について、私たちが排出量を削減しなければならないという事実を変えるために言えることは何もありません。そうしないと終わりです。
そして、すでに排出された炭素を捕捉して貯蔵することを含む炭素除去は、排出量と大気中の二酸化炭素量との関係を断ち切る可能性がある。排出量が明らかにゼロに向かっており、経済の緩和がより困難な部分に向かって進んでいる場合、大規模な炭素除去は本当に意味があります。そして、太陽地球工学は、大気中の二酸化炭素の量と気候変動（海面の変化、極端な現象の変化、気温の変化など）との関係を部分的かつ不完全に弱める可能性はありますが、壊すことはできません。
したがって、大気中の温室効果ガス全体の曲線を見ると、排出削減は曲線を平坦化すると考えることができます。炭素を除去すると、曲線の反対側に進みます。そして、太陽地球工学によって曲線の上部をカットすることができ、すでに空気中に存在する二酸化炭素のリスクを減らすことができます。
緊急時の出所カードとしてのみ使用すべきだと考える人もいます。これを利用して産業革命前の気候に早急に戻すべきだと考える人もいる。私は、太陽地球工学を利用して、曲線を徐々に開始し、徐々に終了させることで曲線の上部を切り取ると主張しています。
太陽地球工学が実現し、気候危機に変化をもたらす可能性について楽観的に感じていますか?
私は現時点ではそれほど楽観的ではありません。なぜなら、賢明な政策を可能にする国際環境からはかなり遠ざかっているように見えるからです。そしてそれは米国だけではなく、よりポピュリズム的な政権をとっているヨーロッパの国々全体に当てはまります。ブラジルだよ。それはより権威主義的なインドと中国です。もっと国家主義的な世界ですよね？短期的に世界規模で協調した取り組みを実現するのは少し難しい。しかし、それらの状況が変わることを願っています。
この記事はもともと に掲載され、気候問題の報道を強化する世界的なジャーナリズム コラボレーションの一環としてここに再掲載されています。
