Primer experimento de atenuación solar para intentar enfriar la tierra

¿Saben que es el carbonato de calcio? Es un compuesto bastante inocuo utilizado en nuestra vida de mil maneras, por ejemplo en la fabricación del papel, materiales como el cemento o incluso lo podemos encontrar en la formulación de la pasta de dientes y en mezclas para pasteles.

Pero Zhen Dai, una candidata doctoral en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y sus colegas se preguntaron si esta sustancia también podría ayudar a la humanidad a aliviar el calentamiento global provocado por la contaminación de gases de efecto invernadero.
 
La idea es bastante sencilla y se ha publicado en la revistaNature, consiste en rociar millones de partículas de esta sustancia en la estratosfera para enfriar el planeta reflejando parte de los rayos solares en el espacio.
 
Inspiración en las erupciones volcánicas
 
Los científicos ya han sido testigos anteriormente de este fenómeno de reducción de la temperatura cuando el Monte Pinatubo, en Filipinas entró en erupción en el año 1991, inyectando en la estratosfera aproximadamente 20 millones de toneladas de dióxido de azufre. La estratosfera es la capa atmosférica que se extiende a una altura sobre la superficie de la Tierra de aproximadamente 10 a 50 kilómetros y cuando la erupción se produjo, creó una neblina de partículas de sulfato que enfriaron el planeta alrededor de 0,5°C durante aproximadamente 18 meses.
 
Aquello provocó una situación sorprendente: la temperatura promedio de la Tierra volvió durante un tiempo a la que tenía antes de la llegada de la máquina de vapor y la industrialización.
 
Por tanto, la polémica idea de poder reducir la temperatura de la Tierra por medios similares y artificiales tiene varias décadas de antigüedad y se enmarca en una clase más amplia de esquemas de enfriamiento planetario conocidos como geoingeniería.
 
De momento los investigadores han restringido en gran parte su trabajo en este campo a los modelos informáticos. La idea puede tener problemas, como que atenuar el Sol podría ser contraproducente o perjudicar fuertemente algunas áreas del mundo, por ejemplo, privando a los cultivos de la luz solar y cambiando los patrones de lluvia.
 
Necesidad imperativa de soluciones, ya no hay vuelta atrás
 
Desgraciadamente las medidas para proteger el clima y el medio ambiente no están dando resultado, las emisiones nocivas continúan aumentando y las proyecciones climáticas siguen siendo pesimistas.
 
Así que la opción de la geoingeniería está comenzando a ganar más fuerza entre los científicos, los responsables políticos y algunos ecologistas, debido a que muchos investigadores han llegado a la alarmante conclusión de que la única forma de prevenir el terrible resultado del calentamiento global será extraer grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, enfriar artificialmente el planeta o  más probablemente las dos.

Frank Keutsch, Zhen Dai y David Keith (De izquierda a derecha) en el laboratorio Keutsch de la Universidad de Harvard. Imagen: Kayana Szymczak / Nature

Si todo sigue su curso, el equipo de Harvard será probablemente el primero en el mundo en sacar la geoingeniería solar del laboratorio a la estratosfera e intentar enfriar la tierra con un proyecto denominado Experimento de perturbación controlada en la estratosfera (SCoPEx).
 
La primera fase, una prueba con un coste de unos 3 millones de dólares que involucra el lanzamiento de dos globos a 20 kilómetros de altura sobre el sudoeste de los Estados Unidos, podría iniciarse en la primera mitad del año 2019.
 
Cuando los globos alcancen su destino, liberarán pequeñas columnas de carbonato de calcio, cada uno de alrededor de 100 gramos  aproximadamente equivalente a la cantidad encontrada en un frasco promedio de antiácidos. Luego el globo giraría para observar cómo se dispersan las partículas.
 
Los investigadores llevan cuatro años investigando y simulando las reacciones en la estratosfera para asegurarse que son seguras, pero el experimento será el primero y está bajo un intensa observación, incluidos algunos grupos ecologistas, que tachan el proyecto de “distracción peligrosa” para abordar la única solución permanente al cambio climático: reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. (Algo que de momento, vista la ausencia de efectividad real de los acuerdos internacionales, no parece que vaya a lograrse en un corto plazo)
 
Conscientes de las expectativas y atención suscitadas, el equipo está trabajando para establecer una supervisión clara del experimento, formando un comité asesor externo para revisar el proyecto.
 
En muchos sentidos, la estratosfera es un lugar ideal para tratar de hacer que la atmósfera sea más reflexiva. Las pequeñas partículas inyectadas allí pueden diseminarse por todo el mundo y permanecer en el aire durante dos años o más. Si se colocan de forma estratégica y regular en ambos hemisferios, podrían crear una manta relativamente uniforme que protegería a todo el planeta.
 
El proyecto no debería ser muy caro, el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático sugirió que una flota de aeronaves de alto vuelo podría inyectar en la estratosfera suficiente material para compensar aproximadamente 1,5 °C de calentamiento por una factura alrededor en 1 y 10  mil millones de dólares por un año.

Columna de la erupción en el Monte Pinatubo, imagen tomada desde la base aérea de Clark el 12 de Junio de 1991. Richard P. Hoblitt

La mayor parte de las investigaciones hasta ahora se han centrado en el dióxido de azufre, que es la sustancia liberada en la erupción del Monte Pinatubo, pero este podría no ser el mejor candidato.

Como dice Frank Keutsch, químico atmosférico en Harvard e investigador principal de SCoPEx, existen inconvenientes que ya se vieron en tal acontecimiento, pues además de enfriar el planeta, las emisiones generadas en aquel acto de la naturaleza aceleraron la velocidad a la que los clorofluorocarbonos agotan la capa de ozono y que protege al planeta de la dañina radiación ultravioleta del Sol. Las emisiones también son calentadas por el propio astro, lo suficiente como para afectar potencialmente la dinámica atmosférica. "Hay todos estos efectos posteriores que no entendemos completamente"...

Como consecuencia los primeros experimentos de SCoPEx se centrarán en el carbonato de calcio, que se espera que absorba menos calor que los sulfatos y tenga menos impacto en el ozono, aunque todavía no se conocen su idoneidad completamente porque tal sustancia no existe en la estratosfera.
 
El proyecto SCoPEx pretende por tanto recopilar datos del mundo real para aclarar las dudas. El experimento comenzó como una asociación entre el químico atmosférico James Anderson de Harvard y el físico experimental David Keith, quien se mudó a la universidad en el año 2011 y ha estado investigando una variedad de opciones de geoingeniería de forma intermitente durante más de 25 años, hasta que en 2009, mientras estaba en la Universidad de Calgary en Canadá, fundó la compañía Carbon Engineering, en Squamish, que está trabajando para comercializar tecnología para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera. Después de unirse a Harvard, Keith utilizó los fondos de investigación que había recibido del cofundador de Microsoft, Bill Gates, para comenzar a planificar el experimento.
 
Por su lado Keutsch, quien se involucró más tarde, no es un científico del clima, pero le preocupa a dónde se dirige la humanidad y lo que eso significa para el futuro de sus hijos, hasta que un dia vio a Keith hablar sobre la idea de SCoPEx en una conferencia después de comenzar en Harvard en 2015.
 
Proyecto en cabeza de la carrera
 
En estos momentos SCoPEx es el proyecto de reingeniería que lidera la carrera por ejemplo delante del experimento de inyección de partículas estratosféricas del Reino Unido para ingeniería climática, que buscaba rociar agua a la atmósfera cancelado en 2012 o el proyecto americano “Marine Cloud Brightening Project,” que pretende rociar gotas de agua salada la atmósfera inferior para aumentar la reflectividad de las nubes oceánicas.
 
Con todo SCoPEx también se enfrenta a desafíos técnicos. Debe rociar partículas del tamaño correcto: el equipo calcula que las partículas, con un diámetro de aproximadamente 0,5 micrómetros deben dispersarse y reflejar bien la luz solar. El globo también debe poder revertir su curso en el aire para que pueda pasar a través de su propia estela y ser capaz de encontrar la columna de carbonato de calcio, así como instrumentos que puedan analizar las partículas, poder llevar las muestras a la Tierra, así como otros equipos que podrían recopilar información sobre el nivel de humedad y ozono en la estratosfera.
 
"Va a ser un experimento difícil, y puede que no funcione", dice David Fahey, un científico atmosférico de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica en Boulder, Colorado. Con la esperanza de que lo haga, el equipo de Fahey ha proporcionado a SCoPEx un instrumento liviano que puede medir de manera confiable el tamaño y la cantidad de partículas que se liberan. El globo también estará equipado con un dispositivo láser que puede monitorear la pluma desde lejos.
 
Keith aún piensa que los aerosoles de sulfato podrían ser la mejor opción para la geoingeniería solar, aunque solo sea porque se ha investigado más sobre su impacto. Él dice que la posibilidad de que los sulfatos aumenten el agotamiento de la capa de ozono debería ser una preocupación menor en el futuro, ya que los esfuerzos para restaurar la capa de ozono a través de reducciones de contaminantes continúan. Sin embargo, su principal esperanza es establecer un programa experimental en el que los científicos puedan explorar diferentes aspectos de la geoingeniería solar y decidir el mejor método y camino, bien sea carbonato de calcio, aerosoles de sulfato o cualquier otro, lo importante es encontrar solución a un problema que afecta al futuro de la Tierra y al destino de la misma raza humana.

Puedes mirar el proyecto publicado por Jeff Tollefson en:
Nature 563, 613-615 (2018)
doi: 10.1038/d41586-018-07533-4

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Autor: Juan Carlos Fernandez

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