Geoinżynieria klimatu: nowe badania ujawniają zagrożenia dla lotnictwa

Wraz z postępującym ociepleniem klimatu coraz częściej pojawiają się pytania o rozwiązania, które jeszcze kilkanaście lat temu traktowano wyłącznie jako eksperyment myślowy. Jednym z nich jest geoinżynieria słoneczna, czyli celowe ograniczanie ilości promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi.

Najbardziej znany pomysł polega na wprowadzaniu do stratosfery związków siarki. Tworzą one drobne aerozole odbijające część światła słonecznego, naśladując efekt dużych erupcji wulkanicznych, po których globalna temperatura na pewien czas spada. W praktyce oznaczałoby to celowe odtworzenie zjawiska znanego z natury, ale na skalę kontrolowaną przez człowieka.

Nowa analiza opublikowana w czasopiśmie Geophysical Research Letters wskazuje jednak, że taka metoda może mieć skutki uboczne, o których dotąd prawie nie dyskutowano. Chodzi o bezpieczeństwo lotów pasażerskich.

Według autorów problem pojawiłby się zwłaszcza wtedy, gdy rozpylanie prowadzono by nad Arktyką i Antarktydą, gdzie przebiega wiele międzykontynentalnych tras lotniczych. Takie trasy pozwalają skracać podróże między Azją i Ameryką Północną, dlatego są ważną częścią globalnego ruchu lotniczego.

Geoinżynieria nad biegunami zamiast nad równikiem

Z naukowego punktu widzenia najkorzystniej byłoby rozpylać związki siarki w pobliżu równika. Tam utrzymują się one w atmosferze najdłużej i wywierają największy efekt chłodzący.

Jest jednak problem techniczny. Takie operacje wymagałyby samolotów zdolnych latać na wysokości około 20 kilometrów, niemal dwukrotnie wyższej niż osiągają dzisiejsze maszyny pasażerskie. To oznaczałoby konieczność zaprojektowania i zbudowania specjalnej floty, a nie tylko wykorzystania istniejących samolotów.

Dlatego część badaczy rozważa bardziej praktyczny wariant. Nad obszarami polarnymi stratosfera znajduje się znacznie niżej, miejscami już na wysokości około 7 kilometrów. Oznacza to, że odpowiednio zmodyfikowane samoloty, na przykład klasy Boeing 777, mogłyby wykonywać takie misje bez konieczności budowy zupełnie nowej floty.

To właśnie ten scenariusz przeanalizował zespół kierowany przez Alana Robocka z Rutgers University. Badaczy interesowało nie tylko to, czy taka operacja mogłaby schłodzić planetę, ale też to, z czym zetknęłyby się zwykłe samoloty pasażerskie lecące przez te same rejony.

Kwas siarkowy na trasach lotów pasażerskich

Badacze wykorzystali wcześniejsze modele klimatyczne zakładające rozpylenie 6 mln ton dwutlenku siarki nad Arktyką między marcem a czerwcem oraz kolejnych 6 mln ton nad Antarktydą od września do grudnia.

Łącznie 12 mln ton dwutlenku siarki miałoby wystarczyć, by obniżyć średnią temperaturę Ziemi o około 0,6 do 1 st. C. To dużo w skali klimatu, choć nie oznaczałoby zatrzymania wszystkich skutków ocieplenia.

Po wprowadzeniu do stratosfery gaz stopniowo przekształca się w aerozole zawierające kwas siarkowy. Początkowo tworzą one długie i wąskie smugi, które dopiero po kilku dniach lub tygodniach rozpraszają się w atmosferze. Robock zaczął zastanawiać się, co stanie się z samolotami pasażerskimi przecinającymi takie obszary.

„Jeżeli samoloty mogą wznieść się na wysokość potrzebną do rozpylania siarki, to właśnie tam latają również samoloty pasażerskie. Zacząłem się więc zastanawiać, ile kwasu siarkowego pasażerowie i członkowie załogi mogliby wdychać podczas przelotu przez takie chmury” – mówi badacz.

Nie wszędzie stężenia byłyby takie same

Symulacje pokazują bardzo duże różnice. Znaczenie miałoby to, kiedy i gdzie samolot przeciąłby smugę po rozpylaniu siarki. W wielu miejscach stężenie kwasu siarkowego wewnątrz kabiny wynosiłoby około 7 mikrogramów na metr sześcienny. To poziom niższy niż stężenia dwutlenku siarki notowane przy powierzchni ziemi w wielu największych miastach świata.

Jednak w innych fragmentach tras wartości mogłyby przekroczyć 50 mikrogramów na metr sześcienny, czyli poziom uznawany w Unii Europejskiej za niebezpieczny. Z punktu widzenia lotnictwa problemem byłaby więc nie średnia ekspozycja, ale krótkie przeloty przez bardziej skoncentrowane obszary zanieczyszczeń.

Kontakt z dwutlenkiem siarki i produktami jego przemian może podrażniać drogi oddechowe, powodować stan zapalny płuc oraz skurcz oskrzeli utrudniający oddychanie. Nawet niższe stężenia mogą wywoływać napady astmy u osób szczególnie wrażliwych. Badania wiążą również długotrwałe narażenie na związki siarki z większym ryzykiem udaru.

Najbardziej narażeni byliby piloci i personel pokładowy, którzy wielokrotnie wykonują loty na tych samych trasach. Dla pojedynczego pasażera ryzyko byłoby incydentalne, ale dla załóg mogłoby kumulować się wraz z kolejnymi rejsami.

To nie argument przeciw geoinżynierii

Autorzy podkreślają, że ich analiza nie oznacza, iż geoinżynieria słoneczna jest z tego powodu niemożliwa do zastosowania. Raczej wskazuje problem, który należałoby uwzględnić na bardzo wczesnym etapie planowania.

„Scenariusz opisany w artykule jest odległy o wiele dekad, jeśli w ogóle kiedykolwiek zostanie zrealizowany” – mówi Wake Smith z Harvard University. Jego zdaniem daje to lotnictwu wystarczająco dużo czasu na opracowanie skuteczniejszych systemów filtracji powietrza w kabinach.

Podobnie ocenia wyniki Daniele Visioni z Cornell University. Badacz zwraca uwagę, że w dyskusji o geoinżynierii istnieją poważniejsze pytania, między innymi o skutki dla opadów, rolnictwa i politycznej kontroli nad taką technologią.

„To było użyteczne badanie, bo wcześniej nikt tego nie analizował. Wyniki są interesujące i wstępne, ale zdecydowanie nie są czymś, co przekreślałoby geoinżynierię. Znacznie większe zagrożenia leżą gdzie indziej” – ocenia badacz.

Dyskusja wokół geoinżynierii nabiera tempa, ponieważ według obecnych prognoz świat zmierza w kierunku ocieplenia sięgającego nawet 3,7 st. C do końca XXI wieku. Coraz więcej naukowców uważa, że nawet jeśli redukcja emisji pozostanie najważniejszym narzędziem walki ze zmianą klimatu, warto wcześniej rozpoznać wszystkie możliwe skutki uboczne technologii, które w przyszłości mogą zostać uznane za plan awaryjny.