Mass Extinction re. Climate engineering: Minor potential, major risk of side-effects?

"Humans burning fossil fuels are currently emitting as much SO2 every 1.7 years measured in Greenland as one “large” volcanic eruption. Such a high level of SO2 is causing not only global warming but widespread extinction of many species. Humans are also emitting 2 to 3 orders of magnitude more CO2 than large volcanic eruptions, compounding global warming. Both CO2 and SO2 emissions must be reduced significantly to reverse global warming, but reducing SO2 should be the highest priority."
Peter L. Ward

 (OE) While reading the recent study titled "Climate engineering: Minor potential, major risk of side-effects?" please keep in mind the above quote from another study. It could be helpfull when considiring SRM geoengineering. I think this latest study should be considered from at least two different angles. The first and most obvious, as criticism and a warning about the deployment of climate geoengineering. And the second, less clear, as a warning against the reduction of sulfur aerosols of anthropogenic origin, which are already acting as ‘accidental geoengineering' by blocking some sunlight and fertilizing the ocean 'un-intentionally' as we have discussed in the past. [1] [2] [3]

Additionally, an important consideration could be made in light of the ongoing 'sixth extinction' more recently explored in the book 'The Sixth Extinction: An Unnatural History' by journalist Elizabeth Kolbert. (On my reading list!) This (in-process) extinction is attributed to human activities, primarily through fossil fuels CO2 emissions. But I think also a very important factor, that unfortunately is very seldomly discussed, is the current sulfur emissions of anthropogenic origin: from aviation, maritime shipping, transportation, etc. These sulfur emissions, may be a great accelerator of this sixth extinction. [4]

So I think it is important to also highlight the question:

What would be the consequences for biodeversity of ignoring continuous ‘accidental geoengineering’ processes resulting from anthropogenic sulfur emissions?

Links to the recent article and the original study titled "Potential climate engineering effectiveness and side effects during a high carbon dioxide-emission scenario" can found in the references. Also, find a few excerpts regarding the role of sulfur dioxide as a driver of mass extintions. (Oscar E)

Climate engineering: Minor potential, major risk of side-effects?[5]
ScienceDaily - Date: February 25, 2014
Source: Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR)

Summary:
Researchers have studied with computer simulations the long-term global consequences of several 'climate engineering' methods. They show that all the proposed methods would either be unable to significantly reduce global warming if CO2 emissions remain high, or they could not be stopped without causing dangerous climate disruption.




                                                                  *************


Potential climate engineering effectiveness and side effects during a high carbon dioxide-emission scenario
David P. Keller, Ellias Y. Feng & Andreas Oschlies  
Nature Communications 5, Article number: 3304
doi:10.1038/ncomms4304

Abstract:
The realization that mitigation efforts to reduce carbon dioxide emissions have, until now, been relatively ineffective has led to an increasing interest in climate engineering as a possible means of preventing the potentially catastrophic consequences of climate change. While many studies have addressed the potential effectiveness of individual methods there have been few attempts to compare them. Here we use an Earth system model to compare the effectiveness and side effects of afforestation, artificial ocean upwelling, ocean iron fertilization, ocean alkalinization and solar radiation management during a high carbon dioxide-emission scenario. We find that even when applied continuously and at scales as large as currently deemed possible, all methods are, individually, either relatively ineffective with limited (<8%) warming reductions, or they have potentially severe side effects and cannot be stopped without causing rapid climate change. Our simulations suggest that the potential for these types of climate engineering to make up for failed mitigation may be very limited.

                                                             **************

On mass extinctions (Emphasis mine)

Sulfur dioxide initiates global climate change in four ways[4]
Peter L. Ward
Teton Tectonics, P.O. Box 4875, Jackson, WY, USA

(Excerpt)
7. Extreme rate: Very frequent basaltic eruptions, mass extinctions

The largest known basaltic fissure eruption in the past 1000 years is Laki in southern Iceland, which produced 14.7 km 3 of basalt in 8 months beginning in June,1783 [48]. The 10 eruption episodes were not all that spectacular (VEI=4), with ash reaching altitudes of only 13 km, but this 27-km-long fissure complex emitted 122 Mt of SO2, more than 5 times that of Pinatubo, as well as 235 Mt of H2O,15 Mt of chlorine, 7 Mt of fluorine, some hydrogen sulfide and some ammonia.
Most of these gases were emitted into the troposphere but high enough to be caught in the jet stream headed for Europe. A dry fog covered the North Atlantic, Europe, north Africa and Asia with the greatest opacity between mid-June and mid-July.
   It was a very cold and harsh summer in Iceland and Siberia, but very dry and hot in western Europe, most likely from solar heating of the dry fog. Intense thunderstorms and hail were unusually frequent.
The winter of 1783–1784 was one of the most severe on record for Europe and North America with large floods in Europe in the spring.
Cold winters and crop failures in Europe lasted into 1788 helping to spawn the French Revolution in 1789[170]. Most birch trees, shrubs, and moss were killed in Iceland. Grass withered to the roots.
Throughout Europe, from England to Sweden to Italy, trees and plants were damaged by acid rain and crops failed.
   In Iceland, 50% of the cattle, 79% of the sheep, 76% of the horses and 24% of the people (10,521) perished from pollution of the air, water, and forage by the volcanic gases or from the resulting famine [171].In England there were approximately 20,000 deaths related to the
eruption[172], and more than 16,000 in France[173]. Famine and death even resulted among the Alaskan Inuit[174]. When similar mortality studies are completed throughout Europe, life loss from the eruption of Laki is likely to rival the largest known historic volcanic loss of 60,000 people during the eruption of Tambora in Indonesia in 1815 (VEI=7)[175]. In fact one million people died during the Great Tenmei Famine in Japan exacerbated by the eruption of Laki and the local small eruption of Asama[176].
   Basaltic eruptions typically emit 10 to 100 times more volatiles per cubic kilometer of magma than the “large” silicic eruptions discussed inearliersectionsofthispaper [177–179]. Given such major environmental effects from erupting less than 15 km 3 of basalt, what would be the effects of erupting more than 3,000,000 km 3 of basalt in the Siberian Traps around 249.4 Ma, he equivalent of 200,000 Laki eruptions? The Siberian Traps cover an area of 2,500,000 km2, almost as large as Washington, Oregon, California and Nevada combined.
   Courtillot and Renne [180] summarize studies of the twelve largest fissure basalt eruptions known in the past 360 m.y. and known mass extinctions and ocean anoxia events. They
find a one-to-one correspondence between basaltic eruptions and extinctions within
theprecisionof the datingforall theevents (Fig. 3). The only exceptionis the Ordovician–
Silurian mass extinction (443.7 Ma), probably the second largest, occurring in two separate prolonged events. Flood basalts of this age have not yet been recognized. Therefore there may
be another explanation for at least one major mass extinction.
   Only one mass extinction, on the other hand, clearly coincides with a meteorite impact, the Cretaceous/Tertiary boundary (65.5 Ma). Most paleontologists conclude that mass extinctions are not instantaneous; they tend to occur over at least thousands of years. While a meteorite
may have complicated the extinction around 65.5 Ma, it is now clear that radiation did not kill the dinosaurs [181] and that large percentages of animals could have survived a large impact by
sheltering [182]. Mass extinctions typically involve runaway green-house warming, major changes of acidity of air and water, dramatic increases in light carbon isotopes, and anoxia over hundreds to tens of thousands of years [183–188].
   Given that massive increases in SO2 appear to have caused mass extinctions in the past (Cardinal Rate IV, Table 1) and that there has been a significant increase in SO2 gases since 1925 (Fig.10), we should not be too surprised to discover that we are currently in the midst of a major mass extinction. In 2005, more than 1360 scientists under the auspices of the United Nations, completed the Millennium Ecosystem Assessment [189,190]. This was followed by the Global Biodiversity Outlook 2 under the Convention on Biological Diversity, a legally binding global treaty created in 1992 with nearly universal participa-tion of countries. Among their conclusions are [191]:

1.“15 out of 24 ecosystem services are in decline including the ability to provide fresh water and the ability of the atmosphere to cleanse itself of pollutants.”
2.“Trends among 3000 wild populations of species show a consistent decline in average species abundance of about 40% between 1970 and 2000.”
3.“Between 12% and 52% of species within well-studied higher taxa are threatened with extinction.”
4. “The global demand for resources exceeds the biological capacity of the Earth to renew these resources by some 20%.”
5.“Humans are currently responsible for the sixth major extinction event in the history of the earth, and the greatest since the dinosaurs disappeared, 65 million years ago.”

                                                           ************


February 8, 2009
Sulfur Dioxide Initiates Global Climate Change in Four Ways - Notes for Science Writers[7]
Peter L. Ward

(Excerpt)
Mass Extinctions
   Eruptions of basalt typically emit 10 to 100 times more sulfur dioxide per cubic kilometer of
magma than the “large” silicic eruptions discussed throughout most of the paper. Basalt is a
primitive magma that forms from the partial melt of eridotite that makes up the parts of the earth
below the crust and uppermost mantle layers called the lithosphere.
When the lithosphere cracks or is broken, basalt rises. If the lithosphere is thin, such as is typical under ocean basins, the basalt rises to the surface and is erupted forming a mid-ocean ridge or a line of volcanic islands. If the lithosphere is thick, such as is typical under continents, the basalt
is not buoyant enough to erupt. It forms magma chambers at depths such as 5 to 15 kilometers (3 to 9 miles) where it cooks with the surrounding rocks forming silicic volcanics that are lighter and can ultimately erupt with the help of the gases that separate from the magma.
   While I have not developed the concept in the scientific literature, I believe that flood basalts
tend to be erupted where mid-ocean ridge triple points approach a trench and clog the trench, ending subduction. See en.wikipedia.org/wiki/Plate_tectonics to understand this terminology. The eruption of flood basalts causes the thermal anomaly under the ridge to grow downward into the mantle thereby forming a volcanic hotspot that can continue to erupt more magma than surrounding lithosphere for millions to tens of millions of years. This may be the physical reason why massive flood basalts and mass extinctions only occur on average every 20 million years.
Many flood basalts are massive with volumes as large as 3 million cubic kilometers (720,000 cubic miles). The largest historic basaltic eruption was from the Laki fissure in southern Iceland, on the Mid-Atlantic Ridge. The damage from this eruption of less than 15 cubic kilometers (3.6 cubic miles) of basalt was prodigious. I describe these effects in some detail in the paper to help readers imagine what the effect of erupting 200,000 times as much basalt would be. This provides a way to understand what the climate might have been like during a major mass extinction. The surprise for me was the conclusion cited in the paper from 1360 scientists that
“Humans are currently responsible for the sixth major extinction event in the history of the earth.” Twentieth century concentrations of sulfur dioxide compare not only with the concentrations during the major warming phases coming out of the last ice age (Figure 2) but also with the concentrations during many mass extinctions throughout geologic time.

                                                      ----------------------

“The concentration of SO2 in the atmosphere appears to initiate global climate change in four ways:

I. Very low concentrations allow the atmosphere to cleanse itself by oxidizing most pollutants. This thins the atmospheric blanket, cooling the earth and causing drought.

II. Sporadic “large” volcanic eruptions cause cooling of the earth for approximately three years by forming a sulfuric acid aerosol in the lower stratosphere. A sequence of such eruptions can
increment the world into an ice age.

III. When “large” volcanic eruptions occur in quick succession at the rate of at least one each year for ten or more years, the oxidizing capacity of the atmosphere is severely impaired,
greenhouse gases accumulate, causing global warming.

IV. Every 20 million years or so, the eruption of millions of cubic kilometers of lood basalts overwhelms the oxidizing capacity of the atmosphere for tens of thousands of years or more,
causing mass extinctions. Humans burning fossil fuels are currently emitting as much SO2
every 1.7 years measured in Greenland as one “large” volcanic eruption. Such a high level of SO2 is causing not only global warming but widespread extinction of many species. Humans are also emitting 2 to 3 orders of magnitude more CO2 than large volcanic eruptions, compounding global warming. Both CO2 and SO2 emissions must be reduced significantly to reverse global warming, but reducing SO2 should be the highest priority.
Humans have developed many ways to reduce significantly the amount of SO2 emitted; we need to implement them widely and aggressively. It might even be possible in the future to carefully
maintain a constant ideal level of SO2 by supplementing natural releases with controlled human releases.


References for my comment:

[1] H2SO4 (SULFURIC ACID) FROM AVIATION MAY BE HIGHER TODAY THAN WHAT WOULD BE REQUIRED FOR A GEOENGINEERING REGIME IN 2020
http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2013/11/h2so4-sulfuric-acid-from-aviation-may.html

[2] Shipping emissions can lead to high local ocean acidificaton
http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2014/02/shipping-emissions-can-lead-to-high.html

[3] Geoengineering And Intentionality, Does Biodiversity Care?
http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2014/01/geoengineering-and-intentionality-does.html

[4] Sulfur dioxide initiates global climate change in four ways
Peter L. Ward
Teton Tectonics, P.O. Box 4875, Jackson, WY, USA
http://tetontectonics.org/Climate/SO2InitiatesClimateChange.pdf
http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2009.01.005

[5]Climate engineering: Minor potential, major risk of side-effects?[5]
ScienceDaily - Date: February 25, 2014
Source:
Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR)
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/02/140225122519.htm

[6]  Potential climate engineering effectiveness and side effects during a high carbon dioxide-emission scenario
David P. Keller, Ellias Y. Feng & Andreas Oschlies  
Nature Communications 5, Article number: 3304
doi:10.1038/ncomms4304
http://www.nature.com/ncomms/2014/140225/ncomms4304/full/ncomms4304.html

[7]  Sulfur Dioxide Initiates Global Climate Change in Four Ways - Notes for Science Writers
http://www.tetontectonics.org/Climate/Notes%20For%20Science%20Writers.pdf

Other readings:

Mega-Eruptions Drove the Mother of Mass Extinctions
Richard A. Kerr
Science 20 December 2013:
Vol. 342 no. 6165 p. 1424
DOI: 10.1126/science.342.6165.1424
After 20 years of trying, researchers have finally convicted massive volcanic eruptions in Siberia as the culprit in the greatest of all mass extinctions, one that destroyed 90% of marine species on the planet.
http://www.sciencemag.org/content/342/6165/1424

Sun-dimming volcanoes partly explain global warming hiatus - study
By Alister Doyle, Environment Correspondent
OSLO Sun Feb 23, 2014 1:06pm EST
http://www.reuters.com/article/2014/02/23/us-climate-volcanoes-idUSBREA1M0W920140223

Volcanic contribution to decadal changes in tropospheric temperature
Benjamin D. Santer et al.
Nature Geoscience 7, 185–189 (2014)
doi:10.1038/ngeo2098
Published online 23 February 2014
http://www.nature.com/ngeo/journal/v7/n3/full/ngeo2098.html

La ingeniería climática: Poco potencial, ¿mayor riesgo de efectos secundarios? (Traducción libre y comentario)

(OE) Creo que este estudio debe considerarse conjuntamente desde, por lo menos, dos ángulos diferentes. El primero y más obvio, como una crítica y advertencia sobre el despliegue de la geoingeniería climatica.  Y el segundo, menos claro, como una advertencia en contra de la reducción de los aerosoles de azufre, y quizás otros más, de origen atropogénico, que están ya realizando una ‘geoingenieria accidental’ al bloquear los rayos solares y fertilizar el océano ‘accidentalmente’ como lo hemos expuesto en otras ocasiones. ^[1][2][3]

Una última consideración, pero no menos importante podría ser, la llamada ‘sexta extinción’, más recientemente explorada en el libro ‘The Sixth Extinction: An Unnatural History’  (La sexta extinción. Una historia antinatural), de la periodista Elizabeth Kolbert. Esta extinción, en proceso, es atribuida a las actividades humanas; principalmente por medio de las emisiones de CO2. Pero creo que también un factor muy importante, pero desgraciadamente muy poco abordado, es el de las emisiones actuales de azufre de origen atropogénico: como de la aviación, marina mercante, transporte, etc. Estas emisiones de azufre, pueden ser un gran acelerante de esta sexta extincion.[4]

Así que creo importante sobre rayar también la pregunta:

¿Cuáles serían las consecuencias sobre la biodeversidad al ignorar la geoingeniería ‘accidental’ en proceso?

Aquí les dejo el artículo, Oscar E:

La ingeniería climática: Poco potencial, ¿mayor riesgo de efectos secundarios? (Traducción libre)

Fecha: 25 de febrero 2014

Fuente: Centro Helmholtz de Investigación Oceánica Kiel ( GEOMAR )

Resumen:

Los investigadores han estudiado con simulaciones por ordenador las consecuencias a largo plazo a nivel mundial de varios métodos de "ingeniería climática”. Ellos demuestran que todos los métodos propuestos, o son incapaces de reducir significativamente el calentamiento global si las emisiones de CO2 continúan siendo altas, o que no podrían ser detenidos sin causar una peligrosa alteración climática

                              What happens if climate engineering is started and then stopped after a few decades for technical or political reasons?

                                                                                   Credit: © Yuriy Kulik / Fotolia

Con las emisiones globales de gases de efecto invernadero que continúan aumentando cada vez más, la discusión está incrementando sobre las propuestas para limitar los efectos del cambio climático a través de la manipulación a gran escala de los sistemas terrestres. Los investigadores del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica de Kiel han estudiado con simulaciones por ordenador las consecuencias mundiales a largo plazo de varios métodos de "ingeniería climática”. Ellos demuestran que todos los métodos propuestos, o son incapaces de reducir significativamente el calentamiento global si las emisiones de CO2 siguen siendo altos, o que no podrían ser detenidos sin causar una peligrosa alteración climática.

El estudio se publica en la revista Nature Communications.

A pesar de los acuerdos internacionales sobre la protección del clima y las declaraciones políticas de intenciones, las emisiones globales de gases de efecto invernadero no han disminuido. Por el contrario, siguen aumentando. Con una población mundial en crecimiento y la industrialización significativa en los mercados emergentes como India y China, la marcha atrás necesaria en la tendencia de las emisiones para limitar el calentamiento global parece ser poco probable. Por lo tanto, se están discutiendo cada vez más métodos a gran escala para frenar artificialmente el calentamiento global. Estos incluyen propuestas para fertilizar los océanos, para que el plancton estimulado pueda eliminar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, o reducir la radiación entrante del Sol con aerosoles atmosféricos o espejos en el espacio, con el fin de reducir el calentamiento climático. Todos estos enfoques pueden ser clasificados como "ingeniería climática”.  "Sin embargo, las consecuencias a largo plazo y los efectos secundarios de estos métodos no han sido estudiados adecuadamente", dice el Dr. David Keller, del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica de Kiel. Junto con sus colegas el experto en el modelado del sistema terrestre ha comparado varios métodos de ingeniería climática utilizando un modelo informático.

"El problema con las investigaciones previas es que en la mayoría de los casos los métodos fueron estudiados con diferentes suposiciones y diferentes conjuntos de componentes del sistema de la tierra, por lo que es difícil comparar los efectos y efectos secundarios de los diferentes métodos," dice el Dr. Keller. Y añade: "Queríamos simular diferentes métodos de ingeniería climática utilizando las mismas suposiciones básicas y modelo de sistemas terrestres. "Para su estudio, los investigadores eligieron cinco enfoques notorios de ingeniería climática: La reducción de la radiación solar entrante, la aforestación de grandes zonas desérticas del norte de África y Australia, y tres diferentes técnicas destinadas a aumentar la absorción de carbono en el océano. Al mismo tiempo, los científicos también simularon cambios futuros en los sistemas terrestres sin la ingeniería climática, basados en el escenario de emisiones de alto CO2 utilizado por el IPCC de la ONU.

Incluso en condiciones ideales asumidas en las simulaciones, los beneficios potenciales de los diversos métodos de ingeniería climática fueron limitados. Sólo una continua reducción de la radiación solar podría prevenir la que la Tierra se caliente de manera significante. La aforestación del Sahara y del desierto australiano, sin embargo, incluso causó cierto calentamiento global adicional: "Los bosques eliminan dióxido de carbono de la atmósfera, pero al mismo tiempo, la superficie de la Tierra se hizo más oscura y podria almacenar más calor", explica el Dr. Keller sobre este fenómeno. Todas las otras técnicas mostraron efectos secundarios significantes, también. Por ejemplo, la fertilización de los océanos permitió al plancton eliminar el CO2 de la atmósfera, pero también cambió el tamaño de las zonas mínimas de oxígeno del océano.

Otra cuestión importante para los investigadores: ¿Qué pasa si la ingeniería climática se detiene después de unas pocas décadas, por razones técnicas o políticas? "Para varios de los métodos vimos un cambio rápido en el clima simulado cuando se terminó la ingeniería climática", dice el Dr. Keller. Por ejemplo, si después de 50 años los rayos del sol ya no fueran bloqueados parcialmente, la Tierra se calentaría en varios grados en pocas décadas. "Este cambio sería mucho más rápido que la tasa actual de cambio climático, con potencialmente incluso más consecuencias catastróficas ", dice Keller.

El estudio es la base para nuevas investigaciones en el programa prioritario "Ingeniería del Clima: ¿Riesgos, Desafíos, Oportunidades? " de la Fundación Alemana de Investigación (DFG), coordinado por el coautor Prof. Dr. Andreas Oschlies de GEOMAR. "Además de los estudios de ciencias naturales, también queremos aprender más acerca de los posibles aspectos sociales, políticos, jurídicos y éticos de los métodos de ingeniería climática propuestos. Por un lado, este estudio muestra claramente que siempre habrán muchos perdedores, además de posibles ganadores. Algunos efectos secundarios podrían incluso afectar a las generaciones futuras. Una decisión a favor o en contra de la ingeniería climática por lo tanto tendría que ser considerada cuidadosamente y estar plenamente legitimada, y por lo tanto deben ser la base de una mejor comprensión de los efectos posibles, incertidumbres y riesgos que tenemos hoy “, dice el profesor Oschlies.

Artículo original en inglés:

Climate engineering: Minor potential, major risk of side-effects?

ScienceDaily - February 25, 2014

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/02/140225122519.htm

El estudio Original:

Eficacia potencial y efectos secundarios de la ingeniería climática durante un escenario de altas emisiones de dióxido de carbono (Traducción)

David P. Keller, Ellias Y. Feng & Andreas Oschlies

Nature Communications 5 , Número del artículo: 3304

doi : 10.1038/ncomms4304

Recibido 24 de julio 2013

Aceptado 23 de enero 2014

Publicado 25 de febrero 2014

Resumen

La comprensión de que los esfuerzos de mitigación para reducir las emisiones de dióxido de carbono han, hasta ahora, sido relativamente ineficaces han conducido a un creciente interés en la ingeniería climática como posible medio para evitar los efectos potencialmente catastróficos del cambio climático. Aunque muchos estudios han abordado la posible eficacia de los métodos individuales ha habido pocos intentos para compararlas. Aquí se utiliza un modelo de sistema de la Tierra para comparar la eficacia y los efectos secundarios de la aforestación,  afloración artificial en el océano, la fertilización del océano con hierro, la alcalinización del océano y la gestión de la radiación solar durante un escenario con altas emisiones de dióxido de carbono. Nos parece que, incluso cuando se aplican de forma continua y en escalas tan grandes como se considere posible en la realidad, todos los métodos son, individualmente, ya sea relativamente ineficaces con reducciones limitadas al ( < 8 % ) del calentamiento, o tienen efectos secundarios potencialmente graves y no se puede detener sin causar un rápido cambio climático. Nuestras simulaciones sugieren que el potencial de este tipo de la ingeniería climática para compensar los fallos en la mitigación puede ser muy limitado.

El estudio completo en inglés:

Potential climate engineering effectiveness and side effects during a high carbon dioxide-emission scenario

David P. Keller, Ellias Y. Feng & Andreas Oschlies   

Nature Communications 5, Article number: 3304

doi:10.1038/ncomms4304

http://www.nature.com/ncomms/2014/140225/ncomms4304/full/ncomms4304.html

Referencias:

[1] El ACIDO SULFURICO (H2SO4) PROCEDENTE DE LA AVIACION PUEDE SER MAYOR HOY QUE LO QUE SE REQUERIRIA PARA UN REGIMEN DE GEOINGENIERIA EN EL 2020

http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2013/11/el-acido-sulfurico-h2so4-procedente-de.html

[2] El transporte marítimo (shipping) contribuye a la acidificación del océano (Estudio)

http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2014/02/el-transporte-maritimo-shipping.html

[3] La geoingeniería y la intencionalidad. ¿Y a la biodiversidad le importa?

http://geoengineeringclimateissues.blogspot.com/2014/01/la-geoingenieria-y-la-intencionalidad-y.html

[4] El dióxido de azufre inicia el cambio climático global de cuatro maneras (en inglés)

Sulfur dioxide initiates global climate change in four ways

Peter L. Ward

Teton Tectonics, P.O. Box 4875, Jackson, WY, USA 

http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2009.01.005

http://tetontectonics.org/Climate/SO2InitiatesClimateChange.pdf

Shipping emissions can lead to high local ocean acidification

                                                              Image from: How 16 ships create as much pollution as all the cars in the world


From European Commission - Science for Environment Policy - 18 July 2013
Issue 337
                                                               
                                                         

Strong acids formed from shipping emissions can produce seasonal ‘hot spots’ of
ocean acidification, a recent study finds. These hot spots, in ocean areas close to
busy shipping lanes, could have negative effects on local marine ecology and
commercially farmed seafood species.


Oceans have become more acidic since pre-industrial times. The average global ocean pH –
which decreases with increasing acidity – has dropped by 0.1 because the seas have
absorbed 30-40% of manmade CO2. However, it is not only CO2 that can acidify oceans.
Shipping emissions, a significant source of atmospheric pollution, annually release around
9.5 million metric tons of sulphur and 16.2 million metric tons of nitric oxides.

When dissolved in seawater, these pollutants are converted into the strong sulphuric and
nitric acids, adding to ocean acidification. Increasing acidity poses a threat to marine
ecosystems, harming species such as coral and algae, as well as commercial aquaculture                   
species, such as shellfish.

The researchers used state of the art computer modelling techniques and datasets to create
a high resolution simulation of global shipping emissions’ effects on ocean acidity. The
simulation calculated the acidifying impacts of shipping sulphur and nitric oxide emissions on
a month by month basis, over one year. In addition to shipping-related influences on acidity,
the model also included many physical and environmental factors, such as ocean surface
water mixing and atmospheric effects.

The results agreed with previous studies of the average annual ocean acidification, but,
importantly, revealed significant differences between regions and seasons. Ocean
acidification was highest in the northern hemisphere, occurring in ‘hot spots’ close to coastal
areas and busy shipping lanes during the summer months. These ‘hot spots’ coincide with
peak activity of some biological processes, such as plankton blooms and fish hatching,
where they may cause greater harm. On a local scale, the acidification – a pH drop of
0.0015-0.0020 – was equal to CO2’s global annual acidifying effects.

The model did not include some coastal ocean areas, such as the Mediterranean Sea, as
there were limitations in the oceanographic atlases used. However, acidification is likely to
be high in these areas given the heavy shipping traffic from ports.

International regulation is in place to reduce shipping atmospheric sulphur emissions
through the International Maritime Organization’s Emission Control Areas (ECA), which are
in force in four ocean areas, including the Baltic and North Seas. One technology commonly
used to achieve ECA targets is ‘seawater scrubbing’, where exhaust pollutants are removed
using seawater.

This study drew on data from 2000 and 2002, prior to the enforcement of ECAs. However,
the researchers note that seawater scrubbing, without additional steps to neutralise the
acids that it produces, causes acidification in regions where biodiversity or commercial
aquaculture may be most negatively affected. These previously overlooked sources of ocean
acidification and policy impacts could be used to inform future discussions of controls
relating to shipping emissions or ocean acidification

Original article:
http://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/337na5.pdf


The study:

Shipping contributes to ocean acidification
Ida-Maja Hassellöv et al DOI: 10.1002/grl.50521
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50521/full
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50521/abstract

Abstract

[1] The potential effect on surface water pH of emissions of SOX and NOX from global ship routes is assessed. The results indicate that regional pH reductions of the same order of magnitude as the CO2-driven acidification can occur in heavily trafficked waters. These findings have important consequences for ocean chemistry, since the sulfuric and nitric acids formed are strong acids in contrast to the weak carbonic acid formed by dissolution of CO2. Our results also provide background for discussion of expanded controls to mitigate acidification due to these shipping emissions.



 Other readings:

Ship impacts on the marine atmosphere: insights into the contribution of shipping emissions to the properties of marine aerosol and clouds
M. M. Coggon et al. doi:10.5194/acp-12-8439-2012

Abstract. We report properties of marine aerosol and clouds measured in the shipping lanes between Monterey Bay and San Francisco off the coast of Central California. Using a suite of aerosol instrumentation onboard the CIRPAS Twin Otter aircraft, these measurements represent a unique set of data contrasting the properties of clean and ship-impacted marine air masses in dry aerosol and cloud droplet residuals. Below-cloud aerosol exhibited average mass and number concentrations of 2 μg m−3 and 510 cm−3, respectively, which are consistent with previous studies performed off the coast of California. Enhancements in vanadium and cloud droplet number concentrations are observed concurrently with a decrease in cloud water pH, suggesting that periods of high aerosol loading are primarily linked to increased ship influence. Mass spectra from a compact time-of-flight Aerodyne aerosol mass spectrometer reveal an enhancement in the fraction of organic at m/z 42 (f42) and 99 (f99) in ship-impacted clouds. These ions are well correlated to each other (R2>0.64) both in and out of cloud and constitute 14% (f44) and 3% (f99) of organic mass during periods of enhanced sulfate. High-resolution mass spectral analysis of these masses from ship measurements suggests that the ions responsible for this variation were oxidized, possibly due to cloud processing. We propose that the organic fractions of these ions be used as a metric for determining the extent to which cloud-processed ship emissions impact the marine atmosphere where (f42 > 0.15; f99 > 0.04) would imply heavy influence from shipping emissions, (0.05 < f42 < 0.15; 0.01 < f99 < 0.04) would imply moderate, but persistent, influences from ships, and (f42 < 0.05; f99 < 0.01) would imply clean, non-ship-influenced air.

1 Introduction
(My emphasis) Ship exhaust is estimated to account for 14 and 16 % of global NOx and SOx emissions, respectively (Corbett and Fischbeck, 1997). Models show that ship emissions also con-
tribute 1.67 Tg yr−1 to global particulate matter, which is early equivalent to current estimates of particulate matter emitted by all on-road vehicles (Eyring et al., 2005; Yan et al., 2011).

More...

http://www.atmos-chem-phys.net/12/8439/2012/acp-12-8439-2012.html
http://www.atmos-chem-phys.net/12/8439/2012/acp-12-8439-2012.pdf


How 16 ships create as much pollution as all the cars in the world
By Fred Pearce
UPDATED: 17:13 EST, 21 November 2009

Read more: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1229857/How-16-ships-create-pollution-cars-world.html


“We've all noticed it. The filthy black smoke kicked out by funnels on cross-Channel ferries, cruise liners, container ships, oil tankers and even tugboats.

It looks foul, and leaves a brown haze across ports and shipping lanes. But what hasn’t been clear until now is that it is also a major killer, probably causing thousands of deaths in Britain alone.

As ships get bigger, the pollution is getting worse. The most staggering statistic of all is that just 16 of the world’s largest ships can produce as much lung-clogging sulphur pollution as all the world’s cars.

Because of their colossal engines, each as heavy as a small ship, these super-vessels use as much fuel as small power stations.

But, unlike power stations or cars, they can burn the cheapest, filthiest, high-sulphur fuel: the thick residues left behind in refineries after the lighter liquids have been taken. The stuff nobody on land is allowed to use.

Thanks to decisions taken in London by the body that polices world shipping, this pollution could kill as many as a million more people in the coming decade – even though a simple change in the rules could stop it.

There are now an estimated 100,000 ships on the seas, and the fleet is growing fast as goods are ferried in vast quantities from Asian industrial powerhouses to consumers in Europe and North America”

Read more: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1229857/How-16-ships-create-pollution-cars-world.html


NOAA-led researchers discover ocean acidity is dissolving shells of tiny snails off the U.S. West Coast
April 30, 2014
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2014/20140430_oceanacidification.html

Embarcarse en la geoingeniería, y luego detenerse, aceleraría el calentamiento global - Traducción

Por Hannah Hickey

Noticias e Información – Universidad de Washington - 18 de febrero 2014

(Traducción libre)

Rociar partículas reflectantes en la atmósfera para reflejar la luz del sol y luego detenerse podría exacerbar el problema del cambio climático, según un nuevo estudio por científicos atmosféricos de la Universidad de Washington.

Implementar la  geoingeniería por varias décadas y luego detenerse causaría calentamiento a un ritmo que en gran medida sería superior al esperado debido al calentamiento global, según un estudio publicado el 18 de febrero en Environmental Research Letters.

“La temperatura absoluta termina siendo más o menos la mismo que lo que hubiera sido, pero el ritmo de cambio es tan drástico, que los ecosistemas y organismos tendrían muy poco tiempo para adaptarse a los cambios", dijo la autora principal Kelly McCusker, que hizo el trabajo para su tesis doctoral de la UW.

El estudio se centra en la gestión de la radiación solar, un método propuesto de la geoingeniería rociando en la atmósfera superior pequeñas partículas basadas en el azufre para reflejar la luz del sol. Esto es similar a lo que ocurre después de una gran erupción volcánica, y muchos expertos creen que la técnica es económica y técnicamente viable. Pero la continua implementación durante años depende del funcionamiento técnico, la financiación continua, acuerdos burocráticos y la ausencia de efectos negativos secundarios.

El equipo de la Universidad de Washington utilizó un modelo climático global para demostrar que si se sigue un camino de emisiones como de costumbre hasta el año 2035, permitiendo que las temperaturas aumenten 1 ° C por encima de la media 1970-1999, y luego la geoingeniería se implementa por 25 años y de repente se detiene, la temperatura global podrían aumentar 4 ° C en las tres décadas siguientes, una tasa de más del doble lo que hubiera sido lo contrario y que supera las tendencias de temperatura historicas.

"El índice de la norma de calentamiento global proyectado por sí solo va a ser muy perjudicial para una gran cantidad de organismos, por lo que si se aumenta por un factor de 2 a 3, entonces esos organismos van a tener aún más dificultad para la adaptación o la migración" dijo McCusker, ahora investigadora postdoctoral en la Universidad de Victoria en Canadá.

Los resultados se basan en un trabajo reciente realizado por investigadores británicos que apuntan al riesgo de implementar y luego detener la geoingeniería. Ese estudio comparó varios modelos climáticos, demostrando que el resultado no es específico de ningún modelo. Los investigadores de la UW utilizaron un modelo único con un escenario más realista, donde en lugar de simplemente la disminuir la fuerza del sol ellos actualmente simularon partículas de sulfato para estabilizar la temperatura, permitiendo observar más precisamente en el patrón espacial y temporal de la respuesta.

"Los cambios que serán necesarios para adaptarse a un clima más cálido son realmente profundos", dijo el co -autor David Battisti, profesor de ciencias atmosféricas de la Universidad de Washington. “Cuanto más rápido cambia el clima, menos tiempo tienen los campesinos para desarrollar nuevas prácticas agrícolas, y menos tiempo tienen las plantas y animales para moverse o evolucionar."

La cantidad total de calentamiento después de suspender la geoingeniería sería más grande en el invierno cerca de los polos, pero en comparación con las tasas históricas típicas de cambio encontraron que los cambios serían más extremos en las zonas tropicales en el verano, donde por lo general hay muy poca variación de la temperatura.

"Según nuestras simulaciones, las regiones tropicales como Asia meridional y África subsahariana serán especialmente afectadas, las mismas regiones que son el hogar de muchas de las poblaciones más afectadas por la inseguridad alimentaria del mundo", dijo McCusker. "Los posibles cambios de temperatura también suponen una grave amenaza para la biodiversidad."

Los investigadores analizaron diferentes variables y encontraron que la tasa de calentamiento es determinada en gran parte por la cantidad de tiempo que la geoingeniería haya sido desplegada y la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos durante ese tiempo, en lugar de que tanto es la sensibilidad del clima  a los cambios en las concentraciones de los gases de efecto invernadero.

"Si tuviéramos que implementar la geoingeniería, no nos da una excusa para seguir emitiendo gases de efecto invernadero", dijo McCusker. "Por el contrario, nuestros resultados demuestran que si la geoingeniería fuera desplegada algún día, es imperativo que los gases de efecto invernadero se reduzcan al mismo tiempo para reducir el riesgo de un rápido calentamiento."

La investigación fue financiada por la Fundación Tamaki, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación James S. McDonnell. Otros co -autores son Cecilia Bitz, profesor de la Universidad de Washington de ciencias de la atmósfera, y Kyle Armour, un ex estudiante de doctorado de la Universidad de Washington ahora en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Fuente

Embarking on geoengineering, then stopping, would speed up global warming

Hannah Hickey – University of Washington - February 18, 2014

http://www.washington.edu/news/2014/02/18/embarking-on-geoengineering-then-stopping-would-speed-up-global-warming/

El estudio:

Calentamiento rápido y extenso después del cese de la gestión de la radiación solar

Rapid and extensive warming following cessation of solar radiation management

Kelly E McCusker et al 2014 Environ. Res. Lett. 9 024005

doi:10.1088/1748-9326/9/2/024005

(El estudio completo en inglés)

http://m.iopscience.iop.org/1748-9326/9/2/024005/article

Resumen

(Traducción libre)

La gestión  de la radiación solar (SRM por sus siglas en inglés) se ha propuesto como un medio para aliviar los impactos climáticos de los gases de efecto invernadero (GEI) antropogénicos emitidos en curso. Sin embargo, su eficacia depende de su mantenimiento indefinido, sin interrupción debido a una variedad de posibles causas, como el fracaso tecnológico o rompimiento de cooperación global. Aquí, consideramos el escenario en el que la SRM-a través de inyección estratosfera de aerosoles-es terminada repentinamente después de un período de aplicación durante el cual las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicos han continuado. Se demuestra que tras el cese de la SRM, ocurre un calentamiento repentino, espacialmente amplio y sostenido sobre tierra, que esta muy fuera de los límites de la variabilidad del clima del siglo 20. La precipitación media global también aumenta rápidamente tras la interrupción, sin embargo los patrones espaciales son menos coherentes que la temperatura, con casi la mitad de las áreas de tierra experimentando tendencias hacia la sequía. Además, demostramos que la tasa de calentamiento-de importancia crítica para los sistemas ecológicos y humanos-está controlada principalmente por los niveles de fondo de gases de efecto invernadero. Por lo tanto, el riesgo de calentamiento abrupto y peligroso es inherente a la implementación a gran escala de la SRM, y puede ser disminuida sólo a través de fuertes reducciones simultáneas en las emisiones de GEI antropogénicos. 

Si el calentamiento global no para, ¿la geoingeniería podrá arreglarlo? (Reproducción)

por Lorena Guzmán
Diario El Mercurio, Vida Actual, sábado 15 de febrero de 2014

http://buscador.emol.com/emol/Steve+Rayner

http://diario.elmercurio.com/2014/02/15/vidactual/vidactual/noticias/433299BB-147C-45E0-AE7C-426E98549DE4.htm?id={433299BB-147C-45E0-AE7C-426E98549DE4}

Fertilizar los océanos,
simular los efectos de erupciones volcánicas
o incluso utilizar polvo de asteroides
son algunas de las tecnologías
que estudia la geoingeniería o ingeniería del clima.

Muchos son cautelosos frente a ellas,
otros piensan que el remedio
puede ser peor que la enfermedad. 

________________________________________________________________________

Enormes paraguas reflectores orbitando la Tierra
para desviar parte de la radiación solar
o gigantescas chimeneas emitiendo gases
como si fueran volcanes con el mismo fin,
son algunas de las propuestas
que buscan solucionar, en parte,
lo que el hombre no ha podido dejar de hacer:
emitir contaminantes a la atmósfera
y cambiar aceleradamente el clima del planeta.

Estas son las ideas de la geoingeniería,
o ingeniería del clima, la que genera pocos adherentes,
muchos sentimientos de reserva y otros tantos de rechazo.

Por primera vez, en 2013, la geoingeniería
fue una de las posibles soluciones
que el informe del Panel Intergubernamental
para el Cambio Climático de Naciones Unidas
propuso como medida de mitigación del cambio climático.

La idea causó resquemores y aplausos,
aunque nadie aún puede decir si será factible o eficiente.

Steve Rayner, del Programa de Geoingeniería
de la Universidad de Oxford (Reino Unido),
dijo a la BBC que para esto no hay una respuesta simple,
pero que sería irresponsable no explorar el potencial
para entender las tecnologías de la mejor manera que se pueda.

Pero el tema es mucho más complejo
que solo el análisis de factibilidad de las ideas propuestas.

"A mucha gente no le gusta porque,
por un lado, no está claro
que la tecnología nos dé para realizarla
y, por otro, no conocemos
todas las consecuencias que ellas puedan traer",
asegura Maisa Rojas, profesora
del departamento  de Geofísica de la Universidad de Chile
e investigadora del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia CR2.

"No se pueden hacer experimentos a escala global,
porque es el único planeta que tenemos", continúa,
"por lo que hay aspectos éticos y morales
sobre quién tiene el derecho de hacer algo que nos afecta a todos".

Raimundo Bordagorry, investigador del Centro de Energía
y Desarrollo Sustentable de la Universidad Diego Portales, concuerda.

"Sean buenos los efectos o no,
como son a escala planetaria
es necesario generar un consenso político global.

El que alguien pueda controlar el clima,
aunque sea en parte, puede ser usado como un arma".

Pero el principal problema,
para Maisa Rojas -como para muchos-,
es que la geoingeniería
puede distraer la atención del problema real,
el disminuir las emisiones.

"Se estimó que el que la temperatura promedio del planeta
suba hasta dos grados Celsius, sería un cambio aceptable,
para que tanto humanos y ecosistemas puedan adaptarse.

Pero algunos aseguran que para llegar a esa meta
necesitamos emisiones negativas, es decir,
sacar CO2 del sistema.

Muchos piensan que no hay
otra manera de limitar el cambio climático,
a menos que sea con estas técnicas agresivas", asegura.

Por eso se está trabajando principalmente
en dos líneas (ver recuadro):
extraer CO2 de la atmósfera
y disminuir la radiación
que llega del Sol a la Tierra.

En esta última, por ejemplo,
desde 2012 científicos
de la Universidad de Strathclyde (Escocia)
están analizando la posibilidad de utilizar
una nube de polvo de asteroides
como barrera ante la radiación solar.

La idea es trasladar un asteroide
al punto entre la Tierra y el Sol,
donde la gravedad de ninguno
de los dos lo afectaría,
para luego liberar su polvo.
Este formaría una nube
que disminuiría el impacto
de los rayos del Sol a la Tierra.

Si la disminución alcanza
a 1,7%, eso sería suficiente
para impedir, por lo menos,
que la temperatura aumente sobre 2°C.

De momento, la idea no se puede realizar
porque los asteroides más cercanos
son demasiado grandes para poder manipularlos.

Otra forma de evitar la radiación,
cuenta Raimundo Bordagorry,
es imitar el efecto de las erupciones volcánicas.

En 2012, investigadores
de las universidades Harvard y Carnegie Mellon,
analizaron el costo que tendrían sistemas capaces
de transportar anualmente cerca
de un millón de toneladas de aerosoles
-cuyo efecto es similar al del polvo volcánico-
a alturas de entre 18 y 25 km sobre la superficie.

Los especialistas aseguran
que la tecnología de base ya está disponible
y que costaría 5 mil millones de dólares al año,
mucho menos que el valor de reducir emisiones.

Las partículas podrían ser diseminadas
con aviones especialmente acondicionados,
o con enormes chimeneas, o, incluso, con dirigibles.

Pero aunque esto fuera realmente posible,
advierte Maisa Rojas, sus efectos secundarios
son totalmente desconocidos.

"Estaríamos interviniendo
aún más el ciclo del carbono,
algo que no conocemos bien del todo", dice.

Un estudio publicado a principios de año
en la revista Environmental Research Letters,
asegura que emular a los volcanes
tendría consecuencias más graves
que lo que se trata de solucionar.

Según el reporte, si bien esta tecnología
podría bloquear el aumento de la temperatura global,
al mismo tiempo disminuiría en más de un tercio
las lluvias en parte de Sudamérica, Asia y África,
aumentando considerablemente las sequías.

Dudas también produce la fertilización de los océanos.

Científicos del Instituto Alfred Wegener de Alemania,
utilizaron hierro para fomentar la aparición
de fitoplancton, que se alimenta de CO2 , en el océano.

Si bien la primera vez, en 2004,
la mitad de los microorganismos
se hundieron más allá
de los 100 metros de profundidad,
asegurando que el CO2
se quedará ahí por más de un siglo,
en 2009 los resultados fueron opuestos.

Hay que seguir investigando, dicen.

Más natural

Pero no todas las alternativas
de geoingeniería son tan invasivas.

"Una de las fuentes más importante
de carbono es el suelo", dice Carlos Bonilla,
profesor del Departamento
de Ingeniería Hidráulica y Ambiental
y del Centro de Desarrollo Urbano Sustentable
Cedeus de la Universidad Católica de Chile.

La misma tierra inerte
y la materia orgánica que contiene
son formas de almacenamiento de carbono.

Por eso él y su equipo están trabajando
en definir la capacidad que tiene
el suelo chileno de capturar CO2.

"Los primeros 20 centímetros
son los más activos en la captura de carbono,
pero mientras más profundo,
menos capacidad tiene", explica el especialista.

Por eso es tan importante
evitar los incendios y la erosión,
porque estos devuelven
al ciclo el carbono que la tierra
ha guardado por años.

"La capacidad de captura depende
del tipo de materia orgánica que tiene el suelo.

Son tres grandes tipos.

Los primeros son los que
se reciclan cada tres o cuatro años,
luego están los que logran conservar
el CO2 entre 20 y 50 años,
y por último los que lo conservan
por más de mil años", explica.

El problema es que justamente
estos últimos son los que más interesan,
por ser los más vulnerables
a la deforestación, erosión y agricultura.

Europa, cuenta, ya tiene
su primer mapa de carbono
para definir el futuro uso de sus suelos.

Chile aún no lo tiene,
a pesar de que su capacidad de captura,
especialmente en el sur, llega al 28%,
mientras que el promedio mundial
es de 1 o 2%, en el mejor de los casos.

Por eso es necesario, puntualiza,
saber dónde se puede intervenir y dónde no.

En el 2010, la Convención
de Diversidad Biológica de Naciones Unidas
decretó una moratoria para los experimentos
de geoingeniería en el mar y en el espacio,
con excepción de estudios científicos a pequeña escala.

Técnicas propuestas

Mejoramiento del porcentaje de radiación:
aumento de la capacidad reflectante de las nubes
o de la superficie terrestre, para que
parte del calor del Sol sea devuelta al espacio.

Reflectores espaciales:
bloqueo de una pequeña parte de la luz solar.

Aerosoles estratosféricos:
introducción de partículas a la termosfera
para reflejar parte de la luz solar.

Forestación:
plantar árboles a escala global.

Biocarbón:
quema de biomasa o material vegetal
para utilizarlo como fertilizante
para atrapar su carbono en el suelo.

Bioenergía con captura y aislamiento:
cultivo de biomasa y posterior quema
para producir energía capturando
y aislando el CO2  generado en el proceso.

Captura del aire ambiental:
extracción del CO2 directamente del aire
y posterior almacenamiento.

Fertilización oceánica:
añadir nutrientes al mar
para aumentar la producción de fitoplancton,
que absorbe CO2 de la atmósfera.

Meteorización aumentada:
exposición de minerales que reaccionan
con el dióxido de carbono de la atmósfera
y almacenamiento de los compuestos resultantes
en los océanos o bajo tierra.

Aumento de la alcalinidad oceánica:
moler, dispersar y disolver
distintos tipos de roca en el mar
para aumentar su capacidad
de almacenar carbono
y mejorar la acidificación del océano.

Fuente: Programa de Geoingeniería de Oxford
http://www.geoengineering.ox.ac.uk/el calentamiento global no para, ¿la geoingeniería podrá arreglarlo?

por Lorena Guzmán
Diario El Mercurio, Vida Actual, sábado 15 de febrero de 2014
http://diario.elmercurio.com/2014/02/15/vidactual/vidactual/noticias/433299BB-147C-45E0-AE7C-426E98549DE4.htm?id={433299BB-147C-45E0-AE7C-426E98549DE4}

Fertilizar los océanos,
simular los efectos de erupciones volcánicas
o incluso utilizar polvo de asteroides
son algunas de las tecnologías
que estudia la geoingeniería o ingeniería del clima.

Muchos son cautelosos frente a ellas,
otros piensan que el remedio
puede ser peor que la enfermedad. 

________________________________________________________________________

Enormes paraguas reflectores orbitando la Tierra
para desviar parte de la radiación solar
o gigantescas chimeneas emitiendo gases
como si fueran volcanes con el mismo fin,
son algunas de las propuestas
que buscan solucionar, en parte,
lo que el hombre no ha podido dejar de hacer:
emitir contaminantes a la atmósfera
y cambiar aceleradamente el clima del planeta.

Estas son las ideas de la geoingeniería,
o ingeniería del clima, la que genera pocos adherentes,
muchos sentimientos de reserva y otros tantos de rechazo.

Por primera vez, en 2013, la geoingeniería
fue una de las posibles soluciones
que el informe del Panel Intergubernamental
para el Cambio Climático de Naciones Unidas
propuso como medida de mitigación del cambio climático.

La idea causó resquemores y aplausos,
aunque nadie aún puede decir si será factible o eficiente.

Steve Rayner, del Programa de Geoingeniería
de la Universidad de Oxford (Reino Unido),
dijo a la BBC que para esto no hay una respuesta simple,
pero que sería irresponsable no explorar el potencial
para entender las tecnologías de la mejor manera que se pueda.

Pero el tema es mucho más complejo
que solo el análisis de factibilidad de las ideas propuestas.

"A mucha gente no le gusta porque,
por un lado, no está claro
que la tecnología nos dé para realizarla
y, por otro, no conocemos
todas las consecuencias que ellas puedan traer",
asegura Maisa Rojas, profesora
del departamento  de Geofísica de la Universidad de Chile
e investigadora del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia CR2.

"No se pueden hacer experimentos a escala global,
porque es el único planeta que tenemos", continúa,
"por lo que hay aspectos éticos y morales
sobre quién tiene el derecho de hacer algo que nos afecta a todos".

Raimundo Bordagorry, investigador del Centro de Energía
y Desarrollo Sustentable de la Universidad Diego Portales, concuerda.

"Sean buenos los efectos o no,
como son a escala planetaria
es necesario generar un consenso político global.

El que alguien pueda controlar el clima,
aunque sea en parte, puede ser usado como un arma".

Pero el principal problema,
para Maisa Rojas -como para muchos-,
es que la geoingeniería
puede distraer la atención del problema real,
el disminuir las emisiones.

"Se estimó que el que la temperatura promedio del planeta
suba hasta dos grados Celsius, sería un cambio aceptable,
para que tanto humanos y ecosistemas puedan adaptarse.

Pero algunos aseguran que para llegar a esa meta
necesitamos emisiones negativas, es decir,
sacar CO2 del sistema.

Muchos piensan que no hay
otra manera de limitar el cambio climático,
a menos que sea con estas técnicas agresivas", asegura.

Por eso se está trabajando principalmente
en dos líneas (ver recuadro):
extraer CO2 de la atmósfera
y disminuir la radiación
que llega del Sol a la Tierra.

En esta última, por ejemplo,
desde 2012 científicos
de la Universidad de Strathclyde (Escocia)
están analizando la posibilidad de utilizar
una nube de polvo de asteroides
como barrera ante la radiación solar.

La idea es trasladar un asteroide
al punto entre la Tierra y el Sol,
donde la gravedad de ninguno
de los dos lo afectaría,
para luego liberar su polvo.
Este formaría una nube
que disminuiría el impacto
de los rayos del Sol a la Tierra.

Si la disminución alcanza
a 1,7%, eso sería suficiente
para impedir, por lo menos,
que la temperatura aumente sobre 2°C.

De momento, la idea no se puede realizar
porque los asteroides más cercanos
son demasiado grandes para poder manipularlos.

Otra forma de evitar la radiación,
cuenta Raimundo Bordagorry,
es imitar el efecto de las erupciones volcánicas.

En 2012, investigadores
de las universidades Harvard y Carnegie Mellon,
analizaron el costo que tendrían sistemas capaces
de transportar anualmente cerca
de un millón de toneladas de aerosoles
-cuyo efecto es similar al del polvo volcánico-
a alturas de entre 18 y 25 km sobre la superficie.

Los especialistas aseguran
que la tecnología de base ya está disponible
y que costaría 5 mil millones de dólares al año,
mucho menos que el valor de reducir emisiones.

Las partículas podrían ser diseminadas
con aviones especialmente acondicionados,
o con enormes chimeneas, o, incluso, con dirigibles.

Pero aunque esto fuera realmente posible,
advierte Maisa Rojas, sus efectos secundarios
son totalmente desconocidos.

"Estaríamos interviniendo
aún más el ciclo del carbono,
algo que no conocemos bien del todo", dice.

Un estudio publicado a principios de año
en la revista Environmental Research Letters,
asegura que emular a los volcanes
tendría consecuencias más graves
que lo que se trata de solucionar.

Según el reporte, si bien esta tecnología
podría bloquear el aumento de la temperatura global,
al mismo tiempo disminuiría en más de un tercio
las lluvias en parte de Sudamérica, Asia y África,
aumentando considerablemente las sequías.

Dudas también produce la fertilización de los océanos.

Científicos del Instituto Alfred Wegener de Alemania,
utilizaron hierro para fomentar la aparición
de fitoplancton, que se alimenta de CO2 , en el océano.

Si bien la primera vez, en 2004,
la mitad de los microorganismos
se hundieron más allá
de los 100 metros de profundidad,
asegurando que el CO2
se quedará ahí por más de un siglo,
en 2009 los resultados fueron opuestos.

Hay que seguir investigando, dicen.

Más natural

Pero no todas las alternativas
de geoingeniería son tan invasivas.

"Una de las fuentes más importante
de carbono es el suelo", dice Carlos Bonilla,
profesor del Departamento
de Ingeniería Hidráulica y Ambiental
y del Centro de Desarrollo Urbano Sustentable
Cedeus de la Universidad Católica de Chile.

La misma tierra inerte
y la materia orgánica que contiene
son formas de almacenamiento de carbono.

Por eso él y su equipo están trabajando
en definir la capacidad que tiene
el suelo chileno de capturar CO2.

"Los primeros 20 centímetros
son los más activos en la captura de carbono,
pero mientras más profundo,
menos capacidad tiene", explica el especialista.

Por eso es tan importante
evitar los incendios y la erosión,
porque estos devuelven
al ciclo el carbono que la tierra
ha guardado por años.

"La capacidad de captura depende
del tipo de materia orgánica que tiene el suelo.

Son tres grandes tipos.

Los primeros son los que
se reciclan cada tres o cuatro años,
luego están los que logran conservar
el CO2 entre 20 y 50 años,
y por último los que lo conservan
por más de mil años", explica.

El problema es que justamente
estos últimos son los que más interesan,
por ser los más vulnerables
a la deforestación, erosión y agricultura.

Europa, cuenta, ya tiene
su primer mapa de carbono
para definir el futuro uso de sus suelos.

Chile aún no lo tiene,
a pesar de que su capacidad de captura,
especialmente en el sur, llega al 28%,
mientras que el promedio mundial
es de 1 o 2%, en el mejor de los casos.

Por eso es necesario, puntualiza,
saber dónde se puede intervenir y dónde no.

En el 2010, la Convención
de Diversidad Biológica de Naciones Unidas
decretó una moratoria para los experimentos
de geoingeniería en el mar y en el espacio,
con excepción de estudios científicos a pequeña escala.

Técnicas propuestas

Mejoramiento del porcentaje de radiación:
aumento de la capacidad reflectante de las nubes
o de la superficie terrestre, para que
parte del calor del Sol sea devuelta al espacio.

Reflectores espaciales:
bloqueo de una pequeña parte de la luz solar.

Aerosoles estratosféricos:
introducción de partículas a la termosfera
para reflejar parte de la luz solar.

Forestación:
plantar árboles a escala global.

Biocarbón:
quema de biomasa o material vegetal
para utilizarlo como fertilizante
para atrapar su carbono en el suelo.

Bioenergía con captura y aislamiento:
cultivo de biomasa y posterior quema
para producir energía capturando
y aislando el CO2  generado en el proceso.

Captura del aire ambiental:
extracción del CO2 directamente del aire
y posterior almacenamiento.

Fertilización oceánica:
añadir nutrientes al mar
para aumentar la producción de fitoplancton,
que absorbe CO2 de la atmósfera.

Meteorización aumentada:
exposición de minerales que reaccionan
con el dióxido de carbono de la atmósfera
y almacenamiento de los compuestos resultantes
en los océanos o bajo tierra.

Aumento de la alcalinidad oceánica:
moler, dispersar y disolver
distintos tipos de roca en el mar
para aumentar su capacidad
de almacenar carbono
y mejorar la acidificación del océano.

Fuente: Programa de Geoingeniería de Oxford
http://www.geoengineering.ox.ac.uk/

El transporte marítimo (shipping) contribuye a la acidificación del océano (Estudio)

Las emisiones del transporte marítimo pueden conducir a altos niveles locales de acidificación de los océanos (Traducción libre)

Un estudio reciente encuentra que, los ácidos fuertes formados a partir de las emisiones del transporte marino pueden producir temporadas de "puntos calientes" de acidificación de los océanos. Estos puntos calientes, en las zonas oceánicas cercanas a las rutas marítimas, podrían tener efectos negativos en la ecología marina local y las especies de mariscos cultivados comercialmente.

Las emisiones del transporte marino pueden conducir a la alta acidificación local de los océanos.

Foto de “How 16 ships create as much pollution as all the cars in the world”

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1229857/How-16-ships-create-pollution-cars-world.html

Los océanos se han hecho más ácidos desde la época pre - industrial. El pH promedio mundial de los océanos -que disminuye con el aumento de la acidez- se ha reducido en un 0.1 porque los mares han absorbido 30-40% del CO2 causado por el hombre. Sin embargo, no es sólo el CO2 que puede acidificar los océanos. Las emisiones del transporte marino, una fuente importante de contaminación atmosférica, libera anualmente alrededor 9.5 millones de toneladas métricas de azufre y 16.2 millones de toneladas de óxidos de nitrógeno.

Cuando se disuelven en el agua de mar, estos contaminantes se convierten en fuertes ácidos sulfúrico y nítricos, añadiendo a la acidificación del océano. El aumento de acidez representa una amenaza para los ecosistemas marinos, perjudicando a especies como el coral y las algas, así como a especies de acuicultura comercial, como los mariscos.

Los investigadores utilizaron las técnicas de modelado de computación de la más alta tecnología y bases de datos para crear una simulación de alta resolución de los efectos de las emisiones del transporte marítimo mundial en la acidez de los océanos.  La simulación calcula los efectos acidificantes del azufre del transporte marino y de las emisiones de óxido nítrico de mes a mes, durante un año. Además de influencias relacionadas con el transporte marítimo en la acidez, el modelo también incluye muchos factores físicos y ambientales, como la mezcla de la capa superficial del océano y los efectos atmosféricos.

Los resultados concuerdan con estudios previos de la media anual de la acidificación del océano, pero, de importancia, pone de manifiesto diferencias considerables entre regiones y estaciones. La acidificación del océano fue más alta en el hemisferio norte, ocurriendo en 'puntos calientes' cerca de las áreas costeras y las ajetreadas rutas marítimas durante los meses de verano. Estos "puntos calientes" coinciden con los picos de actividad de algunos procesos biológicos, como la proliferación de plancton y peces en eclosión, en los que pueden causar un daño mayor. A escala local, la acidificación - una caída de pH de 0.0015 a 0.0020 - fue igual a los efectos acidificantes anuales globales del CO2.

El modelo no incluyó algunas zonas oceánicas costeras, como el Mar Mediterráneo, porque habían limitaciones en los atlas oceanográficos utilizados. Sin embargo, es probable que la acidificación sea alta en estas áreas, dado el intenso tráfico marítimo de los puertos.

La regulación internacional está en marcha para reducir las emisiones de azufre atmosférico a través de las Zonas de Control de Emisiones (ECA)  de la Organización Marítima Internacional, que está en vigor en cuatro áreas del océano, incluyendo el Mar Báltico y el Mar del Norte. Una tecnología comúnmente utilizada para lograr los objetivos de la ECA es el "fregado con agua de mar", donde se eliminan los contaminantes de escape usando agua de mar.

Este estudio se basó en datos del 2000 y del 2002, antes de la aplicación del ACE. Sin embargo, los investigadores señalan que el lavado con agua de mar, sin pasos adicionales para neutralizar los ácidos que produce, causa acidificación en las regiones donde la biodiversidad o acuicultura comercial puede verse mayormente afectada negativamente. Estas fuentes de acidificación del océano previamente pasadas por alto e impactos de las  políticas  podrían utilizarse para informar las futuras discusiones de controles relativos a las emisiones de transporte marino o la acidificación del océano.

Original en inglés: 

Shipping emissions can lead to high local ocean acidification – European Commission

http://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/337na5.pdf

Basado en el estudio:

El transporte marítimo (shipping) contribuye a la acidificación del océano (Estudio)

Ida-Maja Hassellöv et al (June, 2013)

DOI: 10.1002/grl.50521

Resumen

[1] El efecto potencial sobre el pH de las aguas superficiales de las emisiones de SOx y NOx de las rutas mundiales de buques se evalúa. Los resultados indican que reducciones regionales de pH del mismo orden de magnitud que la acidificación promovida por el CO2 puede ocurrir en aguas con mucho tráfico. Estos hallazgos tienen importantes consecuencias para la química del océano, ya que el ácido sulfúrico y nítrico formado son ácidos fuertes, en contraste con el débil ácido carbónico formado por la disolución de CO2. Nuestros resultados también proporcionan un telón de fondo para la discusión de controles ampliados para mitigar la acidificación debido a estas emisiones del transporte marítimo.

El estudio completo, gratis,  en inglés:

Shipping contributes to ocean acidification

Ida-Maja Hassellöv et al DOI: 10.1002/grl.50521

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50521/full

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50521/abstract


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