Crédito:Chelsea Thompson, NOAA/CIRES Quando escrevi pela primeira vez sobre geoengenharia em 2012, ela foi considerada, na melhor das hipóteses, absurda, e louca pela maioria. Mas 12 anos depois, embora ainda exista controvérsia e uma resistência considerável à sua implementação, cientistas e instituições respeitáveis estão a pressionar por mais investigação em geoengenharia – a intervenção deliberada e em grande escala no nosso sistema climático para moderar o aquecimento global.
A maior parte da atenção atual está focada na geoengenharia solar, uma estratégia que envolve refletir a luz solar para longe da Terra para resfriá-la. Quanto sabemos sobre isso e seus riscos? E para onde devemos levar isso a partir daqui?
Por que o crescente apoio à pesquisa em geoengenharia solar?
Durante muitos anos, toda a investigação em geoengenharia foi desencorajada por muitos cientistas e especialistas por receio de que pudesse constituir uma desculpa para não reduzir as emissões. Alguns políticos de direita, como Newt Gingrich, promoveram-no como uma forma de reduzir o aquecimento global sem ter de reduzir as emissões. A investigação em geoengenharia também é controversa porque havia e ainda há muitas incertezas sobre os seus potenciais efeitos no sistema climático e nos ecossistemas.
No entanto, James Hansen, diretor do Programa de Ciência, Conscientização e Soluções Climáticas da Escola Climática de Columbia, que primeiro alertou o Congresso sobre os riscos das mudanças climáticas em 1988, e um grupo de mais de 60 cientistas estão pedindo mais pesquisas em geoengenharia solar.
Além disso, a Academia Nacional de Ciências dos EUA, o Fundo de Defesa Ambiental, o Conselho de Defesa dos Recursos Naturais e a União de Cientistas Preocupados apoiam a investigação em geoengenharia solar. Um relatório de 2022 da Casa Branca também expressou forte apoio à pesquisa.
Especialistas dizem que o apoio à investigação está a crescer porque a humanidade não está a fazer o suficiente e com rapidez suficiente para reduzir as emissões de carbono para evitar impactos climáticos graves e agravantes. Devido às regulamentações sobre a qualidade do ar, uma diminuição nas emissões de aerossóis de dióxido de enxofre provenientes de centrais a carvão e do transporte marítimo, que ajudou a proteger a Terra da radiação solar, resultou num aquecimento mundial mais rápido do que o anteriormente previsto, de acordo com um novo estudo realizado por Hansen e colegas. Prevêem que o aquecimento ultrapassará os 1,5°C até ao final desta década e os 2°C até 2050, o que poderá resultar em impactos climáticos desastrosos.
Os impactos climáticos potencialmente catastróficos e a possibilidade de ultrapassar pontos de viragem climáticos, como o degelo do permafrost do Árctico ou a extinção da floresta tropical amazónica, poderão exigir a utilização de estratégias que antes eram impensáveis.
Numa carta aberta, os 60 cientistas afirmaram que devido a estes graves riscos e à possibilidade de algum país desesperado recorrer um dia à geoengenharia solar, esta precisa de ser rigorosamente estudada o mais rapidamente possível, com vantagens e desvantagens claramente avaliadas.
A maioria das pesquisas sobre estratégias de geoengenharia solar está atualmente focada na injeção de aerossóis estratosféricos (SAI, também chamada de gerenciamento de radiação solar ou SRM) e no brilho de nuvens marinhas; outras estratégias incluem a redução da espessura das nuvens cirros e o uso de espelhos ou guarda-sóis.
Injeção solar de aerossol
Depois da erupção do Monte Pinatubo, nas Filipinas, em 1991, enviando 20 milhões de toneladas de dióxido de enxofre para a estratosfera, a Terra arrefeceu 0,5°C. Quando o dióxido de enxofre entra na atmosfera, ele reage com o vapor d’água para formar gotículas – aerossóis que refletem a luz solar para longe da Terra. A SAI recriaria o efeito Pinatubo lançando dióxido de enxofre na estratosfera para bloquear temporariamente a luz solar.
O Programa de Pesquisa em Geoengenharia Solar de Harvard afirma que o SAI poderia reduzir as temperaturas da superfície do mar, o que diminuiria os riscos de branqueamento de corais, retardaria o movimento de espécies em direção a áreas mais frias e reduziria a perda de gelo marinho e o derretimento das geleiras. Os resultados seriam rápidos e dariam aos humanos mais tempo para reduzir as emissões de carbono e fazer a transição para energias renováveis.
Mas diferentemente do CO2 remoção, uma estratégia de geoengenharia multifacetada que tem mais aceitação, a geoengenharia solar não reduz CO2 na atmosfera. Não faria nada para combater a acidificação dos oceanos, que prejudica os ecossistemas marinhos, porque o oceano absorve 25% do CO2 os humanos emitem, alterando sua química.
Além disso, uma utilização abrupta do SAI pode não ser suficientemente eficaz para remediar totalmente as alterações causadas pelo aquecimento dos oceanos profundos, como a desaceleração da viragem meridional do Atlântico, de acordo com um estudo recente. Outros problemas causados pelo aquecimento dos oceanos profundos, incluindo padrões climáticos alterados, aumento do nível do mar e correntes enfraquecidas, também persistiriam.
Os impactos incertos da SAI
Como não existe uma governação internacional para a geoengenharia solar, existe uma forte oposição à implantação em larga escala da SAI. Quase todas as pesquisas de geoengenharia solar foram feitas com modelagem computacional, então ninguém sabe exatamente o que poderia acontecer se fosse implantada em escala planetária.
Aqueles que se opõem ao avanço da investigação sobre ISC estão preocupados com os seus impactos potenciais e incertos sobre o clima e os ecossistemas que a modelização revelou. Estudos mostram que a SAI pode enfraquecer a camada de ozono estratosférico, alterar os padrões de precipitação e afectar a agricultura, os serviços ecossistémicos, a vida marinha e a qualidade do ar.
Além disso, os impactos e riscos variariam em função de como e onde é implementado, do clima, dos ecossistemas e da população. Além das variações de implantação, pequenas alterações em outras variáveis, como o tamanho das gotículas de aerossol, sua reatividade química e a velocidade de suas reações com o ozônio, também podem produzir resultados diferentes.
Por exemplo, NOAA, Cornell e Universidade de Indiana estudaram uma série de estratégias de implantação usando um modelo que variou a quantidade de dióxido de enxofre injetado na estratosfera e também onde foi injetado. Os resultados mostraram diminuição das temperaturas da superfície, mas também uma redução do ozônio sobre a Antártida e impactos nos padrões de circulação em grande escala e no clima regional.
Doze outros modelos projetaram que, se fossem implantados SAI suficientes para compensar o aquecimento do CO2 quadruplicado , partes dos trópicos poderiam ter 5% a 7% menos chuvas todos os anos em comparação com os tempos pré-industriais, o que poderia danificar colheitas e florestas tropicais.
Um modelo indicava que a SAI implantada sobre o Oceano Índico para aumentar a precipitação sobre o Sahel, atingido pela seca, no Norte de África, acabaria por empurrar a seca para os países da África Oriental. E um estudo de 2022 concluiu que a SAI poderia transferir a malária das zonas montanhosas da África Oriental para as zonas baixas do Sul da Ásia e da África Subsariana à medida que estas se tornassem mais frias.
De acordo com Gernot Wagner, cofundador do Programa de Pesquisa em Geoengenharia Solar de Harvard e atualmente economista climático na Columbia Climate School, as variáveis de modelagem mais importantes e determinantes são a altura na estratosfera e onde especificamente o SAI é implantado. Wagner disse que se apenas um hemisfério for resfriado, você obterá “resultados malucos”, como desligar as monções indianas.
"A ciência se uniu mais ou menos em torno da ideia de que você quer ser [implantado] em algum lugar entre mais e menos 15 graus do equador. E onde quer que você esteja ao redor do equador, você quer fazer o mesmo ao norte e ao sul, " ele disse. “Não importa a longitude porque ela se espalhará globalmente.
"Em geral, as centenas de modelos climáticos concordam que [se o SAI for implantado desta forma] você terá um efeito global mais ou menos uniforme. Isso significa que a maioria das coisas que podemos medir - temperaturas, disponibilidade de água, temperaturas extremas, precipitação extrema - aproxima-se dos níveis pré-industriais com a geoengenharia solar do que sem."
Wagner citou um artigo de Harvard que modelou uma versão da geoengenharia solar com um lento aumento para reduzir pela metade o aquecimento. "Quando modelada desta forma reconhecidamente idealizada, a geoengenharia solar parece ter esses benefícios líquidos francamente surpreendentes. Os benefícios diminuem muito os custos", disse ele. “É encorajador de uma forma que me leva a acreditar que vale a pena continuar fazendo pesquisas”.
O que seria necessário para a implantação da SAI?
Em 2011, David Keith, cofundador do Programa de Pesquisa em Geoengenharia Solar de Harvard e agora na Universidade de Chicago, e o cientista atmosférico Ken Caldeira estimaram que para reverter 10% do aquecimento causado pela duplicação do CO2 Em comparação com os níveis da era pré-industrial, várias centenas de milhares de toneladas de dióxido de enxofre teriam de ser injectadas anualmente ao longo de uma década. Para retardar significativamente o aquecimento ou revertê-lo, a SAI necessitaria de milhões de toneladas de dióxido sulfúrico todos os anos.
Atualmente, apenas alguns aviões de pesquisa podem operar na altitude necessária porque a atmosfera é muito rarefeita e, além disso, não são capazes de transportar tantas toneladas de dióxido de enxofre. Isto significa que teria de ser construída uma nova frota de aviões de alta altitude concebidos especificamente para esse fim; a criação desta frota pode levar uma década ou mais. Depois que os aviões forem construídos, o SAI poderá custar US$ 18 bilhões por grau de resfriamento a cada ano.
Embora pareça muito dinheiro, Wagner disse que o custo é minúsculo comparado aos potenciais benefícios sociais. Mas como os benefícios excedem em muito os custos, o que normalmente nos levaria a concluir que deveríamos avançar de cabeça para as SAI, uma análise custo-benefício não é o critério certo para tomar decisões sobre as SAI. Em vez disso, disse ele, "trata-se de pesar os riscos das alterações climáticas não mitigadas - o mundo para o qual caminhamos - contra os riscos de um mundo que também considera a geoengenharia solar.
"Mas mesmo que os riscos sejam grandes, mesmo que as incertezas climáticas sejam tão grandes que superem todo o resto, uma vez que parece ser verdade que a geoengenharia solar nos aproxima dos níveis pré-industriais de temperaturas médias globais, também deverá ajudar-nos mitigar e compreender esses riscos e incertezas", disse Wagner.
Uma vez iniciado, o SAI terá de continuar durante algumas décadas se conseguirmos reduzir as nossas emissões, ou talvez séculos ou milénios se não o conseguirmos. Mas se a SAI fosse interrompida repentinamente, o planeta poderia sofrer um choque final – quando as temperaturas recuperassem para os níveis que teriam alcançado sem a SAI. Dado que a SAI não reduziria as emissões de gases com efeito de estufa, mas apenas mascararia o seu efeito de aquecimento, as emissões continuariam a acumular-se na atmosfera.
Neste momento, o planeta está a aquecer gradualmente. O aquecimento repentino seria catastrófico porque os ecossistemas e os seres humanos teriam menos tempo para se adaptarem. E quanto mais rapidamente o clima mudar, maior será o risco de impactos imprevistos. Desastres naturais, ataques terroristas ou agressões políticas podem potencialmente precipitar o choque de rescisão.
Experimentos de pequenas SAIs
Estão aumentando os experimentos SAI de pequeno campo que permitem aos pesquisadores compreender melhor o comportamento dos aerossóis, as reações químicas, as capacidades de monitoramento e como o ozônio é afetado.
Em 2021, Harvard planejou um pequeno ensaio de campo que teria sido o primeiro experimento realizado na estratosfera. O Experimento de Perturbação Controlada Estratosférica (SCoPEx) teria lançado um balão autopropelido no céu, liberando meio quilograma de sulfato – que é encontrado naturalmente na natureza – e depois monitorando como as partículas se dispersaram e quanta luz solar foi refletida nelas.
O lançamento do teste na Suécia foi cancelado devido a objeções do povo indígena Saami local e de grupos ambientalistas que temiam que o SAI "implicasse riscos de consequências catastróficas".
Pesquisadores do Reino Unido lançaram vários balões em 2021 e 2022. O lançamento de um balão meteorológico de alta altitude em 2022 liberou algumas centenas de gramas de dióxido de enxofre na estratosfera, com o objetivo de testar o sistema do balão.
Enquanto isso, a Make Sunsets, uma empresa iniciante, afirma ter lançado 52 balões e “neutralizado 16.141 toneladas-ano de aquecimento”. Ela vende “créditos de resfriamento” por US$ 10, cada um dos quais, afirma, compensará o efeito de aquecimento de uma tonelada de CO2 por um ano. Em 2023, a Make Sunsets conduziu dois lançamentos não autorizados que liberaram dióxido de enxofre no México, o que resultou na proibição da geoengenharia solar pelo governo mexicano.
Nuvem marinha iluminando
O brilho das nuvens marinhas (MCB) espalharia aerossóis de sal marinho na atmosfera para criar nuvens estratocúmulos que refletem a luz solar. Os aerossóis de sal marinho são altamente reflexivos, atraem moléculas de água e mantêm as nuvens no céu por mais tempo do que o normal. Embora os aerossóis de sal ocorram naturalmente à medida que os ventos os levantam do oceano, o MCB os geraria a partir de uma barcaça flutuante e os enviaria para a atmosfera. Pela sua própria natureza, o MCB seria localizado. Alguns cientistas afirmam que o uso de MCB em apenas 5% dos oceanos do mundo poderia compensar os impactos do aquecimento global.
A Fundação da Grande Barreira de Corais tem pesquisado o MCB enquanto o recife passa pelo seu quinto branqueamento em massa em oito anos. O recife corre maior risco de branqueamento quando o tempo está quente e há poucas nuvens. Os pesquisadores empregaram um pulverizador de sal marinho em uma barcaça que sugou a água do mar, atomizou-a e lançou cristais microscópicos de sal marinho para o céu. A pesquisa de modelagem descobriu que os pulverizadores precisariam operar durante semanas ou meses, resfriando as águas gradualmente.
Recentemente, um grupo de cientistas atmosféricos propôs um programa de pesquisa MCB incluindo modelagem, estudos de laboratório e experimentos de campo. Pesquisadores da Universidade de Washington, que também estão executando um projeto MCB, estimam que levará uma década até que tenham conhecimento suficiente para testar o MCB em escala suficiente para resfriar o planeta.
Incertezas sobre o MCB
No entanto, os MCB em grande escala que poderiam compensar graves impactos climáticos também poderiam alterar os padrões climáticos e meteorológicos. Um pesquisador da UC Santa Bárbara descobriu que, embora o MCB pudesse reduzir rapidamente as temperaturas, também suprimiria o ENSO, o El Niño-Oscilação Sul, que afeta os padrões climáticos globais. O MCB poderia fazer com que a fase La Niña do ENSO persistisse, o que tornaria o sul dos EUA mais quente e seco e aumentaria a atividade dos furacões no Atlântico. A pesquisa sugeriu que o MCB também poderia aumentar o aquecimento na Indonésia e no norte da Austrália.
Devido à incerteza sobre os efeitos do MCB, 101 países como Partes na Convenção e Protocolo de Londres – tratados internacionais que regulam o despejo de resíduos no mar – assinaram uma declaração dizendo que as actividades de geoengenharia marinha que não sejam a investigação científica deveriam ser adiadas.
Outras estratégias de geoengenharia solar
Diminuição da nuvem cirro
As nuvens cirros de alta altitude são compostas de cristais de gelo e, portanto, refletem a luz solar, mas também resultam em aquecimento porque retêm o calor que irradia da superfície da Terra. O afinamento das nuvens cirros envolve a pulverização de partículas de iodeto de prata nas nuvens em altitudes de 4.500 a 9.000 metros. Isso serve para aumentar os cristais de gelo nas nuvens cirros, de modo que caiam da atmosfera.
As menos e mais finas nuvens cirros que permanecerem reteriam menos radiação da Terra. Os riscos da diminuição da espessura das nuvens cirros ainda não são totalmente compreendidos e alguns investigadores estão preocupados com a possibilidade de afectar a precipitação regional e sazonal.
Sombras
Alguns cientistas estão pesquisando a possibilidade de enviar um guarda-sol gigante para um ponto entre a Terra e o Sol para bloquear a radiação solar. Um grupo do MIT está explorando a criação de uma sombra de “bolhas espaciais”, enquanto pesquisadores da Universidade do Havaí consideram amarrar um enorme escudo solar a um asteroide.
Pesquisadores israelenses estão projetando um pequeno protótipo de um grupo de guarda-sóis que não bloqueariam completamente o sol, mas o difundiriam. Outros propuseram estratégias semelhantes no passado. Mas a cientista francesa Susanne Baur, que estuda a modificação da radiação solar, diz que a estratégia do guarda-sol seria demasiado dispendiosa, facilmente danificada pelas rochas espaciais e demoraria demasiado tempo a implementar.
A necessidade de governança em geoengenharia
Não existe uma estrutura internacional, nacional ou estatal que governe atualmente a geoengenharia. Como resultado, um cenário futuro preocupante é que os impactos climáticos num país particularmente vulnerável serão tão graves que este recorrerá à implantação de ISC por conta própria antes que o mundo esteja preparado para isso. Isto poderia causar instabilidade política ou provocar represálias de outros países que sofrem os seus efeitos.
Outro cenário possível é que um indivíduo ou uma startup decida experimentar a geoengenharia por conta própria. Hoje, nos EUA, qualquer pessoa que queira lançar aerossóis para o céu só precisa preencher um formulário de uma página para o Departamento de Comércio e a NOAA com dez dias de antecedência.
É fundamental que a comunidade mundial estabeleça uma estrutura de governação internacional para a geoengenharia solar. Mas porque este é um empreendimento tão assustador e complexo, muitos países, organizações e cientistas opõem-se até mesmo a permitir o progresso da investigação.
Em 2010, foi instituída uma moratória global de facto sobre a geoengenharia em grande escala, incluindo a geoengenharia solar. Recentemente, uma moção para convocar um grupo de pesquisa para estudar as potenciais aplicações, riscos e considerações éticas da geoengenharia solar foi rejeitada pelos delegados da Assembleia Ambiental da ONU. O painel seria composto por especialistas do PNUMA e de organizações científicas internacionais.
No entanto, como a moção poderia ter minado a moratória existente, os países de África, do Pacífico e da América Latina, que são mais vulneráveis aos impactos climáticos, bloquearam-na. Em 2022, 500 cientistas de todo o mundo assinaram um apelo a um Acordo Internacional de Não Utilização de Geoengenharia Solar, estipulando nenhum financiamento público, nenhuma experiência ao ar livre, nenhuma patente, nenhuma implantação e nenhum apoio em organizações internacionais.
Wagner acredita que é necessária uma moratória sobre a implantação da geoengenharia solar, mas que a investigação deve continuar. “Basicamente, você diz que não há implantação acima de um determinado tamanho e dá permissão para que a pesquisa prossiga até esse ponto”, disse ele. Para garantir que estas directrizes sejam seguidas, seriam necessários acordos de governação regulamentar, formal e legal de alto nível para orientar a investigação em geoengenharia solar.
Wagner também gostaria de ver uma organização de geoengenharia solar com um programa de investigação massivamente financiado que tentasse responder às questões importantes de uma forma racional, e que tornasse a investigação transparente para informar as escolhas políticas que deveriam, em última análise, ser feitas por líderes democraticamente eleitos.
“Observar os impactos das forças radiativas climáticas de uma forma semi-racional deveria levar-nos a concluir que um mínimo de geoengenharia solar deveria fazer parte do portfólio da política climática, porque ajuda a aliviar as alterações climáticas não mitigadas”, disse Wagner. O portfólio deve “incluir a redução de CO2 as emissões em primeiro lugar, bem como a adaptação." Mas, acrescentou, "a tecnologia SAI não será a única salvadora aqui. Isso está absolutamente claro."
