Misschien zullen de kanonnen van het Amerikaanse leger nog eens gebruikt worden om op regelmatige tijden gigantische hoeveelheden stof, in de vorm van sulfaten, de stratosfeer in te schieten. Amerikaanse deskundigen, deze week in San Francisco bijeen, achten dit namaak Pinatubo-effect een mogelijke optie om de voortgaande opwarming van de aarde enigszins af te remmen.
EEN PAAR DUIZEND ton propaangas om het ozongat te dichten, en alle autoschroot .de oceaan in om het broeikaseffect te compenseren — het leken zulke eenvoudige, goedkope en dus aantrekkelijke opties om een einde te maken aan twee wereldwijde milieuproblemen. Maar voorlopig zit het er niet in: tijdens een bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS), afgelopen week in San Francisco, werd duidelijk dat de eerste concrete voorstellen voor geo engineering, zoals de wilde plannen wel worden genoemd, op een fiasco zijn uitgelopen.
Toen enkele jaren geleden onderzoekers voor het eerst ideeën opperden om de dreiging van een veranderend wereldklimaat te keren met grootschalige technische oplossingen, werd alom lacherig gereageerd – dat konden ze toch niet serieus menen. Ondanks die scepsis groeide het aantal wetenschappers dat zich met ‘geo-engineering’ bezighoudt langzaam maar gestaag. Zo serieus werden de zaken zelfs genomen, dat de Amerikaanse National Academy of Science in 1992 een rapport wijdde aan de politieke implicaties van het broeikaseffect. In dat rapport werd ook uitgebreid stil gestaan bij de mogelijkheden om de geleidelijke opwarming van de dampkring met technische middelen te bestrijden.
Tot de mogelijkheden die tot dat moment waren genoemd behoorden vooral manieren om een groter deel van het zonlicht dat de planeet bereikt terug te kaatsen — door middel van een batterij reflecterende ballonnen bijvoorbeeld, of met grote ruimtespiegels, kilometerslange licht-weerkaatsende aardoppervlakken, kunstmatig opgewekte wolken of grote hoeveelheden stof in de stratosfeer, de hoogste laag van de dampkring.
Maar ook ging de aandacht uit naar mogelijkheden om koolstof, nu rondzwevend in de atmosfeer in de vorm van kooldioxide (CO2 ) en zodoende warmte vasthoudend, vast te leggen en op te slaan in de vorm van ‘biomassa’: door grote gebieden op aarde met bos te beplanten, of door ervoor te zorgen dat meer dode algen naar de diepste diepten van de oceaan zinken.
Een speciale commissie van de Amerikaanse Academie selecteerde uit de lange lijst twee opties die zowel uitvoerbaar als economisch haalbaar leken. Ten eerste: het jaarlijks in de atmosfeer schieten van 20 miljoen ton stof met gebruikmaking van de vuurkracht van de kanonnen van het Amerikaanse leger. Dat stof, in de vorm van sulfaten, de aarde kunnen afkoelen is wel zeker — de Filipijnse vulkaan Pinatubo slingerde in 1992 ongeveer evenveel de stratosfeer in, en remde daarmee de opwarming van de aarde tijdelijk een beetje af.
De tweede reëel geachte optie was een plan dat de Amerikaanse oceanoloog John Martin sinds 1990 had gepropageerd. Martin dacht dat in grote delen van de oceaan de hoeveelheid algen veel groter zou kunnen zijn, wanneer er maar meer ijzer in het water zou zitten andere voedingsstoffen waren er immers in overvloed. Martins idee was dan ook simpel: wanneer je de oceaan ‘bemest’ met ijzer, zal de algengroei explosief toenemen, en zal dus een grote hoeveelheid koolstof uit de atmosfeer in biomassa worden omgezet. Zeestromingen zouden ervoor zorgen dat een deel van die biomassa zelfs voor lange tijd naar de diepte zou verdwijnen.
Ozongat
NIET ALLEEN het broeikaseffect werd onderwerp van studie voor klimaat-ingenieurs: ook de jaarlijkse afname, in de herfst, van de ozonconcentratie in de stratosfeer boven de zuidpool kwam in de belangstelling. In 1991 publiceerde de Amerikaanse klimatoloog Ralph Cicerone, van de Universiteit van Californië-Irvine, een modelberekening, die erop neerkwam dat met een injectie van jaarlijks 50 duizend ton ethaan- of propaangas het optreden van het ‘ozongat’ kon worden voorkomen — de chlooratomen die op ijskristallen met ozonmoleculen reageren, zouden met ethaan of propaan tijdig onschadelijk worden gemaakt. Omdat de atmosfeer boven Antarctica in de poolwinter door verticale luchtstromingen tamelijk geïsoleerd is van de rest van de aarde, zou een betrekkelijk kleine hoeveelheid ethaangas volstaan.
Hoe eenvoudig en doordacht deze voorstellen ook leken, afgelopen week werd in San Francisco het vonnis over twee van de drie gedurfde ideeën geveld.
Met steun van onder meer de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA werd tussen oktober en december vorig jaar een omvangrijk experiment uitgevoerd rond de Galapagoseilanden, gelegen in de Stille Oceaan, enkele honderden kilometers ten westen van Ecuador. De proef werd uitgevoerd volgens een voorstel van John Martin — de bedenker zelf was de zomer ervoor overleden. In totaal vijfenvijftig onderzoekers uit de Verenigde Staten, Canada en Groot-Brittannië waren bij het project betrokken.
Met een schip doorkruisten de onderzoekers een gebied van ruwweg veertig bij veertig kilometer, ondertussen vele tonnen ijzersulfide (SF6 ) in het oceaanwater verspreidend. Vanuit een vliegtuig van de NASA werd de ontwikkeling van de algengroei op de voet gevolgd.
Volgens dr Richard Barber, die werkt aan de Amerikaanse Duke-universiteit en de resultaten van het onderzoek presenteerde, werd gedurende enkele dagen na de verspreiding van het ijzer in het oceaanwater inderdaad een toename in de groei van fytoplankton waargenomen — een bewijs dat ijzer op die plaats in de oceaan inderdaad een beperkende factor vormt. De toename in de algengroei was zelfs verrassend groot — groter zelfs dan Martin had voorspeld. De totale productie van biomassa nam binnen een week met meer dan een factor twee toe.
Met een ander gevolg van de bemesting had Martin echter geen rekening gehouden: de plotselinge overvloed aan plantaardig zeeleven zorgde tegelijk voor een explosieve toename in zoöplankton — kleine zeediertjes die van de algen ‘grazen. De stofwisseling van al deze diertjes zorgde ervoor dat de in biomassa vastgelegde koolstof bijna net zo hard weer als kooldioxide in de atmosfeer verdween.
Het netto-effect van de hele operatie, zo berekenden de onderzoekers, was slechts een minieme verhoging van de hoeveelheid vastgelegde koolstof van 0,3 procent — veel te weinig om ooit een serieuze bijdrage te kunnen leveren aan een vermindering van het broeikaseffect. “Na al onze inspanningen en vele tonnen ijzer in het zeewater eindigden we per saldo met niets meer dan een heleboel zeer tevreden zeediertjes,” aldus Barber.
De proef toonde nog iets aan: het ijzer, herkenbaar aan de speciale vorm waarin het was toegediend, was na drie dagen vrijwel geheel uit het water verdwenen — weggezakt waarschijnlijk, naar dieper water waar geen algen kunnen leven.
Tegenslag
OOK DE BESTRIJDERS van het ozongat kregen een tegenslag te verwerken. Dezelfde onderzoekers die tweeënhalf jaar geleden nog berekenden dat ethaangas de chlooratomen van chloorfluorkoolwaterstoffen (cfk’s) uit spuitbussen en koelinstallaties onschadelijk konden maken, moesten nu melden dat van die berekening achteraf gezien niets deugde. Sinds 1991 waren twee nieuwe chemische reacties in de stratosfeer ontdekt. Toen die in de modellen werden verwerkt, bleken de tot zoutzuur omgezette chlooratomen vrijwel even hard weer terug te komen.
“Principieel zou het nog steeds kunnen,” aldus Cicerone, “maar dan zou het minstens tien keer zoveel ethaangas vereisen. Zulke hoeveelheden maken het idee in de praktijk volslagen onuitvoerbaar.”
Van de twee belangrijkste gedachte-experimenten om het broeikaseffect tegen te gaan staat er dus nog één overeind: de namaakPinatubo-methode, een mechanisme dat onder meer wordt bestudeerd door dr Robert Dickinson, hoogleraar aan de Universiteit van Arizona.
Voordelen van het inbrengen van grote hoeveelheden stof in de atmosfeer, stelde Dickinson, zijn dat het technisch en economisch haalbaar lijkt en dat de methode goed is te doseren. De eerstkomende tien jaar, stelde hij daar tegenover, wegen de nadelen daar nog ruimschoots tegenop: we weten simpelweg nog te weinig over het klimaat om de gevolgen van een dergelijke ingreep te voorspellen.
Zo is niet duidelijk, aldus Dickinson, waarom de stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde de laatste tien jaar maar half zo groot was als voorspeld. Evenmin weten we in hoeverre sulfaten die nu al in de atmosfeer terechtkomen een ‘koelende’ rol spelen of waarom alleen de gemiddelde nachttemperaturen hoger lijken te worden.
Belangrijker nog is dat over vele kleinere factoren en hun invloed op de temperatuur en elkaar nog vrijwel niets bekend is: de plaats waar wolken verschijnen, hun hoogte, hun watergehalte, de grootte van de waterdruppels, de lichtweerkaatsing van zee-ijs, sneeuwvlakten en vegetaties, de waterbewegingen in de oceaan, noem maar op. “Het zou best kunnen,” filosofeerde Dickinson, “dat door het extra stof in de atmosfeer minder zonlicht het aardoppervlak bereikt, zodat er minder wolken komen en dus de reflectie van zonlicht weer ernstig afneemt.” Uitgesloten kan zelfs niet worden dat er door een te abrupte afkoeling een ‘ijstijd’ zou ontstaan, aldus Dickinson.
Enthousiast
OVERIGENS IS GEEN van de onderzoekers die de mogelijkheden van ‘geoengineering’ bestuderen echt enthousiast over de gedachte de milieuproblemen op deze wijze te repareren. Maar er bestaat, meent Cicerone, nu eenmaal een grote druk vanuit de samenleving om te zoeken naar ‘gemakkelijke oplossingen,’ die de aanpak van de oorzaken, zoals vermindering van het energieverbruik, overbodig zouden maken.
Dr Stephen Schneider, klimatoloog aan de Stanford-universiteit, is om die reden dan ook een sterk tegenstander van gerommel met de aardse atmosfeer. Niet alleen denkt hij dat het voor sommige regio’s op aarde catastrofale gevolgen zou kunnen hebben, het zorgt er ook voor dat mensen achterwege laten wat ze zouden moeten doen — de oorzaken aanpakken in plaats van de gevolgen. Het zou immers wel eens goedkoper kunnen blijken om een riskant klimaat-experiment uit te voeren, dan om de hele wereldeconomie grondig te hervormen.
Dat Schneider als commissielid desondanks de conclusies van het gewraakte NAS-rapport onderschreef, verklaart hij met een verwijzing naar de enorme risico’s die de wereld loopt. “Wanneer over vijftig jaar blijkt dat, ondanks al onze waarschuwingen, negen miljard mensen in China, India en de VS nog steeds kolen verbranden, en omschakeling op dat moment onherroepelijk zou leiden tot een economische en sociale ineenstorting, dat zou het onethisch en immoreel zijn om niet tijdig voor een achterdeur te hebben gezorgd.”
Tegelijk wijst Schneider echter op de grote politieke en juridische problemen die het gevolg van klimaat-ingrepen zouden zijn. “Zodra het Middenwesten van de VS zou worden getroffen door overstromingen, of India door droogte, zouden alle vingers in de richting van de klimaat-ingenieurs wijzen. En we zouden geen idee hebben of dat terecht of onterecht was.”
Gebrek aan inspraak van ontwikkelingslanden, waar de landbouw, grote gevolgen zou kunnen ondervinden, is voor dr Dale Jamieson, hoogleraar aan de Universiteit van Colorado, voldoende reden om de plannen met grote argwaan te bekijken. “Een beslissing om zoiets uit te voeren zou op zijn minst door een soort wereld- parlement moeten worden gesteund,” aldus Jamieson.
Opmerkelijk genoeg is dat precies waar het tot nu toe aan ontbreekt — er is, zo ontdekte Cicerone bij navraag, geen enkel internationaal verdrag dat een individu of een land verbiedt om op eigen houtje een grootschalig experiment met de atmosfeer op touw te zetten: elke milieufreak met een paar miljoen dollar op de bank kan zo beginnen.
Maar, en dat is misschien wel de meest prikkelende gedachte die uit zon discussie naar boven komt, inspraak en internationale verdragen waren er natuurlijk evenmin toen westerse landen op grote schaal kolen, olie en gas begonnen te verbranden. En kan dat, achteraf, anders worden gezien dan als een rendabel, maar riskant, klimatologisch experiment?