気候変動は地球上のあらゆる地域を変えつつあるが、北極と南極は地球の他の地域の2倍の速さで温暖化している。
「ジオエンジニアリング」として知られる技術的介入が、極地における地球温暖化の影響を緩和するために提案されてきた。
しかし、提案されているジオエンジニアリングの手法はいずれも、科学的、環境的、政治的、または経済的な深刻な障壁に直面している。
気候変動は地球上のあらゆる地域の姿を変えつつあるが、そのペースが最も速いのは北極と南極。
極地は地球の他の地域の少なくとも2倍の速さで温暖化しており、その結果、海氷は急速に縮小し、氷河は後退し、棚氷は崩壊しつつある。こうした変化は脆弱な生態系を脅かし、世界的な海面上昇を引き起こしている。
一部の科学者や技術者は、極地における温暖化の影響を緩和または覆い隠すため、「ジオエンジニアリング」として知られる技術的介入を提案してきた。
我々が調べた限り、精査に耐えうるものは一つもない。いずれも科学的、環境的、政治的、または経済的な深刻な障壁に直面しており、それは我々の最近のFrontiers in Science記事に詳しく示されている。
障壁に直面する5つのジオエンジニアリングのアイデア
ここでは、有力な5つのジオエンジニアリングのアイデアを要約し、それらがどのように不十分であるかを示す。
1. 成層圏エアロゾル注入
成層圏エアロゾル注入とは、硫酸塩などの反射性粒子を成層圏（地表から約10～15km上空に始まる大気の層）に散布することを指す。
粒子は、特別に製造された航空機群を含む複数の方法で届けることができ、反射性のもやを形成するのに十分な広さに拡散させる。大規模な火山噴火に関するデータは、このもやが地表に届く太陽放射を減少させ、一時的に地表温度を下げうることを示唆している。
しかし、硫酸塩は成層圏の他の化学物質と反応してオゾン分子を破壊し、それによって保護層を薄くし、生命を有害な紫外線から守る役割を損なう。
広範囲にわたるエアロゾルのもやは、熱が大気中を移動する方法も変える可能性があり、降雨帯を移動させ――その結果、ある地域では干ばつのリスクが、別の地域では洪水のリスクが生じる。もし実施が突然停止された場合、危険な気温の反動は「終端ショック」と呼ばれ、数年以内に世界の気温を急上昇させる可能性がある。さらに、温室効果ガス排出の削減を伴わずに成層圏エアロゾルで地球を冷却すると、海洋酸性化が進み続けることになる。
2. 海中カーテン
海中カーテンの構想は、グリーンランドおよび南極の氷床のうち海に面した部分に温かい海流が到達するのを遮断するように設計された、巨大な水中バリアを含む。氷床が最も脆弱なのはこの場所であり、比較的温かい水による侵食を防ぐことで、理論上は氷の損失を遅らせ、海面上昇を抑制する可能性がある。
カーテンは柔軟な布地やその他の強靭で浮力のある素材で作ることができ、海底に固定して水柱を数百メートルにわたって立ち上がらせることができる。このような障壁を過酷な極地の海に構築することは、極めて困難である。
いったん建設されても、嵐や漂流する氷山との衝突によって破損または沈没する可能性があり、絶え間ない保守が必要となる。海流を遮ることで、カーテンは氷と海洋の境界付近における熱や栄養塩の循環を変えかねず、一部の地域では氷の損失を加速させる一方、他の地域では栄養塩を欠乏させる可能性がある。
3. 海氷管理
海氷は自然に太陽光を宇宙へ反射し、地球の冷却に寄与している。氷が減少するにつれて、残る氷のさらなる損失を食い止めるため、その反射率や厚さを人工的に高めることを提案する向きもある。そのアイデアには、表面に微細なガラスビーズを散布して残存する氷がより多くの太陽光を反射するようにすることや、ポンプなどの工学的手法によって冬季に海氷を厚くし、夏の融解期にも長く持続することを期待することなどが含まれる。
必要とされる膨大な量のビーズは、脆弱な極地の生態系を汚染するだろう。ビーズはプランクトンやその他の小さな生物に取り込まれ、食物網を汚染し、海洋の化学循環を変化させる可能性がある。必要な規模で人工的に氷を厚くするには、極端な冬を通じて稼働する数百万台のポンプが必要となり、膨大な電力需要と大きな汚染リスクを伴う。さらに、このプロセスが海氷の減少速度に意味のある影響を与えるまでには数十年以上かかるため、このコンセプトは非現実的な解決策となる。
4. 基底水の除去
グリーンランドと南極の氷河は床盤の上に載っており、この床盤に水が存在する場合、その上の氷は加速された速度で海に向かって移動しうる。基底水の除去とは、氷を掘削してこの水を汲み出すことを指す。氷の下の潤滑を減らすことで、技術者は氷河の基底における摩擦を増大させ、海に向かう移動を遅らせ、氷の損失を抑えることを期待している。
大規模な氷床の下にある地質構造は複雑で、地図化が不十分であるため、ポンプ汲み上げが実際に氷の流れを遅らせるのか、単にその流れを変えるだけなのかを予測することは難しい。極端な極地の条件で掘削やポンプ施設の維持を行うには、大型機械と膨大なエネルギー供給が必要となり、機械故障や汚染のリスクも高い。
小規模な実験でさえ数十年先のことになる可能性が高く、氷床全体に影響を与えるまで規模を拡大することは、現在の工学的能力を超えている。氷河の下の水系は、人間の干渉から真に隔離された、地球上で最後の場所かもしれない。このコンセプトは、この最後の手つかずの環境を意図的に破壊することになる。
5. 海洋施肥
海洋施肥は、光合成によって二酸化炭素を吸収する微細藻類である植物プランクトンの大量発生を、南大洋の栄養分の乏しい海域に鉄やその他の栄養素を加えることで引き起こすことを目指す。プランクトンが死ぬと深海に沈み、吸収された炭素の一部も一緒に運ばれる。提唱者は、このプロセスによって大量の炭素を閉じ込め、気候変動の進行を遅らせるのに役立ちうると主張している。
過去20年間の実験では、施肥によって炭素を確実に貯蔵できるという証拠はほとんど示されていない。むしろ、突発的な藻類の大量発生は、海洋の食物網を乱し、特定の種を優遇する一方で他の種を飢えさせ、有害な毒素を放出する可能性がある。鉄の添加は、海洋循環によってつながる遠方の海域の栄養バランスも変えうる。国際的な規制は、海洋汚染に関する協定の下で大規模な海洋施肥を現在制限しており、この手法には明確な前進の道筋がない。
脱炭素化が依然として最善の解決策である
本稿で強調し、Frontiers in Scienceで詳述したとおり、これらのジオエンジニアリングのアイデアはいずれも、現時点では北極や南極を守るために頼れるものではない。
それらは科学的に不確実で、技術的に実現不可能であり、環境面でもリスクが高い。いずれも莫大な費用がかかり、新たな世界的ガバナンス構造と前例のない政治的合意を必要とすることになる。より重要なのは、これらを追求することで、我々がすでに有効だと知っている解決策から注意がそらされる危険があることだ。
温室効果ガス排出量の実質ゼロ達成は、気候を安定させるための最も明確かつ迅速な方法であり続けている。ジオエンジニアリングとは異なり、脱炭素化は、現在利用可能で大規模に展開でき、国際的な合意が確立されている技術や戦略に依拠している。
世界の温室効果ガス排出がゼロになれば、温暖化は緩やかになり、やがて止まり、極地域、地球、そして世界中の人々に大きな恩恵をもたらす。実際の気候行動に必要な信頼と能力を築くことができるのは、思索的な近道ではなく、科学的根拠に基づく戦略のみである。
