Vi kan spraya atmosfären med partiklar som reflekterar solljus eller gödslar alger för att växa och ta upp mer CO ₂ . Vi kan släppa ut mineraler som reagerar med CO2 eller fånga upp gasen direkt från luften. Det här är några av de geotekniker som föreslås för att dämpa temperaturökningen som orsakas av människor.

"Om vi ​​skulle använda geoteknik, vi skulle fortfarande behöva utföra andra typer av lindring, säger Hanna Lee, forskare vid Bjerknescentrum för klimatforskning och NORCE.

I en ny studie har hon analyserat vilka konsekvenser geoteknik kan få på jordens vegetation. Arbetet har utförts med kollegor från Bjerknescentrum, NORCE, NTNU och universitetet i Bern.

Forskarna undersökte hur ekosystem på land skulle utvecklas i en framtid med geoteknik, jämfört med en framtid med andra typer av klimatförändringar. Trots en hög tillväxttakt av växter i det geotekniska scenariot, resultaten tyder på att mer kol kommer att lagras om vi prioriterar underhållet av världens skogar.

Teknik som liknar naturen

Under Pinatubo-utbrottet 1991, enorma mängder gaser och partiklar lyftes högt upp i atmosfären. Femton miljoner ton svaveldioxid avsattes så högt som stratosfären, mer än tio kilometer över jordens yta.

Reagerar med vatten, svaveldioxiden bildade ett töcken av aerosoler som spreds runt om i världen. Diset reflekterade en del av solljuset, och i nästan två år, jorden var ungefär en halv grad Celsius kallare än normalt.

Geoteknik kan härma sådana naturliga effekter på klimatet. De föreslagna teknikerna varierar från att injicera partiklar i atmosfären, som vid vulkanutbrott, till att gödsla områden i havet för att låta plankton växa och ta upp mer CO2 från luften.

Syftet med geoengineering är att bromsa temperaturökningen orsakad av den förstärkta växthuseffekten, så att vi kan fortsätta släppa ut CO ₂ . Självklart, sådana ingrepp måste göras i stor skala, påverkar mer än bara vår temperatur. Konsekvenserna är svåra att testa i den verkliga världen, vilket innebär att datorsimuleringar är ett nödvändigt och användbart verktyg.

I denna studie använde Hanna Lee och hennes kollegor en klimatmodell, eller jordsystemmodell, att testa tre typer av geoteknik för strålbehandling. Huvudtanken bakom geoengineering för strålningshantering är att minska solstrålningen från att nå jordens yta, vilket minskar uppvärmningen.

I denna studie använde Hanna Lee och hennes kollegor en klimatmodell, eller jordsystemmodell, att testa tre typer av geoteknik för strålbehandling. Huvudtanken bakom strålningshantering är att minska solstrålningen från att nå jordens yta, vilket minskar uppvärmningen.

Den första tekniken som testades innebär att injicera ett stort antal partiklar i stratosfären, efterlikna ett dubbelt Pinatubo-utbrott. En andra innebär att man sprutar salt i den tropiska atmosfären. Saltet gör molnen tätare, blockerar också solljus. I det tredje fallet, de gjorde de fjäderlika cirrusmolnen högt uppe på himlen, thinner. Det skulle släppa ut mer värme ur atmosfären.

Samma temperatur, olika CO ₂

För att se effekterna av de tre typerna av geoteknik, forskarna jämförde två versioner av en värld med medelhög temperaturökning under det aktuella århundradet. I ett scenario, CO2-utsläppen hölls höga, medan temperaturökningen reducerades genom geoteknik. I den andra, CO2-utsläppen var mindre höga än under den första. I det sista fallet, minskade utsläpp höll temperaturen nere, medan geoengineering i det första fallet stoppade temperaturerna från att stiga så mycket som de annars skulle ha gjort.

De två versionerna av världen var IPCC:s utsläppsscenarier med namnen RCP4.5 och RCP8.5, med medelhöga och höga CO2-utsläpp, respektive. I versionen med höga utsläpp, forskarna lade till geoengineering för att hålla den globala temperaturen på samma nivå som i det medelhöga scenariot.

Den globala temperaturen var densamma i båda världarna. Men eftersom mer CO2 släpptes ut i det geotekniska scenariot, den atmosfären innehöll mer CO ₂ .

"CO2 kan betraktas som ett näringsämne, " säger Hanna Lee. "Som med andra näringsämnen, ökade CO2-nivåer kommer att få växter att växa bättre."

I det geokonstruerade, världen med höga utsläpp, växterna var i princip gödslade med CO ₂ . Deras tillväxttakt var mycket hög, även i delar av världen där förhållandena blev torrare på grund av biverkningarna av geoteknik. Fortfarande, mindre kol lagrades i vegetationen än i scenariot med klimatreducering.

Att behålla skog som begränsning

Orsaken till detta kan hittas i begränsningsinsatser. CO2-utsläpp är inte den enda skillnaden mellan IPCC:s scenarier. I scenariot med höga utsläpp, världen är avbildad med en hög befolkning och ett växande behov av mat. Enorma landområden omvandlas till betesmarker och gräsmarker.

I scenariot med medelstora utsläpp, mer skog har bevarats, och ny skog har planterats, speciellt i tropikerna. Kol lagras i träden och deras jord.

"Lagring av kol i ekosystemet kommer att spela en viktig roll för att minska ytterligare klimatförändringar, " säger Hanna Lee. "Även med geoteknik, det skulle vi behöva."

Pauserna går inte att stänga av

Geoteknik skulle skapa en konstgjord balans, vilket gör det svalare på jorden än CO ₂ -inducerad växthuseffekt skulle innebära.

"Hela poängen med geoengineering skulle vara att tillåta oss att släppa ut mer CO ₂ ", säger Hanna Lee. "Vissa människor tror, även om det inte kan fixa klimatförändringarna, vi kanske kan använda den för att köpa oss lite tid. Men vår studie visar tydligt att det finns oförutsedda konsekvenser för ekosystemen. Dessutom, vi kan inte ständigt fortsätta spruta ut aerosoler."

Geoteknik fungerar som ett bromssystem, och när vi väl stänger av den, temperaturen kommer att hoppa uppåt. Om inte mer än ett decennium, det kommer att bli nästan lika varmt som det naturligt skulle bli i en värld med så stark växthuseffekt.

"Det skulle vara desto mer katastrofalt, " säger Hanna Lee. "Det skulle inte finnas tid för någonting att anpassa sig till någonting."

Oberoende av om geoteknik kommer att användas, hon betonar växternas roll för att minska förändringar i vårt klimat.

"Eftersom växter kan ta upp stora mängder kol och lagra dem i biomassan, våra ansträngningar att mildra, som att minska avskogningen och öka återplanteringen, i tropikerna är mycket viktiga, " hon säger.