Luvassa yhä kuumempaa – pelastaako ilmastonmuokkaus ihmiskunnan?

SK:n arkistoista: Maapallo jäähtyisi, jos ilmakehään suihkutettaisiin rikkiä.

ilmasto
Teksti
Elina Venesmäki
Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Kaksi seuraavaa vuotta ovat kuumimmat koskaan, väittävät brittitutkijat. Tyynellämerellä on käynnissä El Niño -ilmiö, jonka uskotaan kuumentavan koko maapalloa. Toisaalta se saattaa hetkellisesti viilentää Eurooppaa. Ilmastonmuutos saa myös ihmiset liikkeelle. Kansainvaellus Euroopassa on vasta alkua, varoittaa YK:n ympäristöohjelma Unepin johtaja Achim Steiner.

Ihminen on aiheuttanut ilmastonmuutoksen, ja ihminen voi sitä toimillaan  hidastaa. Toimittaja Elina Venesmäki selvitti vuonna 2013, miten ihminen jo nyt muokkaa ilmastoa ja miten ihmiskunta varautuu kaikkein pahimpaan.

 

Miehittämätön lentokone nousee ilmaan Rovaniemen lentokentältä. Se lentää 20–25 kilometrin korkeuteen. Tavalliset siviilikoneet eivät pääse näin korkealle, se onnistuu vain joiltain Yhdysvaltojen ja Venäjän sotilaskoneilta ja erityistarkoituksiin suunnitelluilta miehittämättömiltä koneilta.

Lasti on saatava näin korkealle. Alempana rikki tulisi sateen mukana nopeasti alas.

Kone kuljettaa rikkidioksidia, joka muuttuu ilmassa rikkihappohiukkasiksi. Nämä hiukkaset heijastavat auringon valoa takaisin avaruuteen.

Lentokoneen sisällä olevan suuren painesäiliön venttiili avautuu ja kone suihkuttaa lastinsa tarkoitukseen tehtyä putkea pitkin ilmaan.

Samanlaisia lasteja lähtee lentoon joka puolella maailmaa yhteensä noin 500.

Tämä visio rikkiä suihkuttavista lentokoneista on toistaiseksi kuvitelmaa. Se voi kuitenkin toteutua. Tutkijat laskevat parhaillaan, olisiko rikin suihkuttaminen stratosfääriin mahdollista ja järkevää vai toimisiko jokin muu ilmastonmuokkauskeino paremmin. Käytännön kokeet ovat vielä tekemättä.

Rikkiin voitaisiin turvautua vaikkapa silloin, kun merenpinta olisi noussut 20 senttiä. Rannikoilla sijaitsevien ydinvoimaloiden tulvasuojauksissa olisi ongelmia, ja esimerkiksi New Jerseyn asukkaista suuri osa olisi muuttanut sisämaahan. Hirmumyrskyt pelottaisivat merten rannoilla enemmän kuin koskaan.

Lentokoneiden rikkisuihkutusten tavoitteena olisi jäljitellä räjähtäviä tulivuorenpurkauksia ja saada maapallon lämpötila laskemaan asteella. Silloin ilmastonmuutoksen pahimmat seuraukset saataisiin kuriin.

Suihkutusten alettua ilmakehän hiilidioksidipitoisuus jatkaisi nousuaan, mutta stratosfäärissä rikkihiukkaset heijastaisivat auringon säteilyä takaisin avaruuteen, pois lämmittämästä maapalloa.

 

Ilmatieteen laitoksen tutkija Hannele Korhonen tutkii ilmastonmuokkauksen keinoja erilaisten ilmastomallien avulla. Hänen mielestään rikkisuihkutuksia kannattaa kokeilla vasta äärimmäisessä hädässä.

”Rikin käyttäminen olisi vastuutonta”, Korhonen sanoo. ”Ilmastomallit eivät ennusta kovin tarkasti edes nyt, minne sade sattuu. Miten sitten onnistuisi tällaisten kokeilujen vaikutusten arviointi?”

Jos äärimmäinen hätä tulisi ja ilmastoa alettaisiin muokata, rikin lisääminen stratosfääriin voisi kuitenkin olla ensimmäisiä keinoja.

Rikin suihkuttaminen tulisi melko halvaksi ja olisi toteutettavissa. Teknologia on olemassa tai ainakin kohtuullisen helposti hankittavissa.

Karkeasti jaotellen ilmastonmuokkaustekniikoita on kahdenlaisia.

Rikin suihkuttaminen ilmakehään kuuluu ryhmään, jossa maan heijastavuutta lisätään niin, että tänne jää vähemmän auringon säteilyä (Solar Radiation Management, SRM).

Muita tällaisia keinoja ovat esimerkiksi kattojen maalaaminen valkoiseksi, pilvisyyden lisääminen ja peilien tai vastaavien asettaminen avaruuteen auringonsuojaksi.

Osa keinoista taas poistaa ilmasta hiilidioksidia (Carbon dioxide removal, CDR) eli lisää hiilinieluja. Näihin kuuluvat metsien kasvattaminen ja merten rautalannoitus, samoin tekniset hiilidioksidin talteenottokeinot, kuten keinotekoiset puut esimerkiksi moottoriteiden varsilla.

 

Suomessa monikaan ei tutki ilmastonmuokkausta, mutta Hannele Korhonen on mukana Suomen Akatemian rahoittamassa COOL-tutkimushankkeessa. Siinä selvitetään ilmaston viilentämistä aerosoliteknologioilla.

Korhonen on fyysikko ja käyttää hankkeessa ilmastomalleja, joiden avulla hän selvittää, miten kemikaalit muuttaisivat ilmakehän koostumusta ja vaikuttaisivat ilmastoon.

Kovin puolueettomia laskelmia rikin suihkuttamisesta stratosfääriin ei ole saatavilla. Ainoan Korhosen tiedossa olevan tutkimuksen takana on Aurora Flight Sciences -yritys. Yritys suunnittelee ja rakentaa miehittämättömiä lentokoneita – ja luultavasti näkee rikkisumutuksissa bisnesmahdollisuuden.

Muita laskelmia ei kuitenkaan ole.

Ainokaisen rikkisuihkutuksia käsittelevän tutkimuksen mukaan ilmaston viilentäminen asteella tulisi maksamaan kutakuinkin kymmenen miljardia euroa vuodessa, jos käytettäisiin jo olemassa olevaa lentoteknologiaa.

Kymmenen miljardia kuluisi kaasun kuljettamiseen ilmakehään. Aineen valmistaminen ei luultavasti olisi kovin kallista.

Suihkutukset tulisivat helposti halvemmaksi kuin mittavat päästövähennykset.

On myös todettu, että rikki stratosfäärissä toimii.

Tulivuorenpurkaukset ovat hyvä vertailukohta. Esimerkiksi Filippiineillä vuonna 1991 sattuneen suuren Pinatubon purkauksen jälkeen maapallon lämpötila laski noin puoli astetta vuoden, kahden ajaksi.

 

Ilmastokokouksissa puhutaan toistaiseksi vain päästövähennyksistä, ei ilmastonmuokkauksesta. Kansainvälisen ilmastopaneelin IPCC:n syyskuussa julkaistun osaraportin tiivistelmässä muokkaus mainitaan, mutta se kuitataan kertomalla, että aiheesta ei tiedetä vielä tarpeeksi.

Herkimmillä alueilla alkaa kuitenkin nousta jo paniikki: Afrikassa kuivat vuodet ovat yhä yleisempiä ja Amerikassa hirmumyrskyt voimistuvat.

Kuinka kauan ihmiskunnalla on vielä aikaa estää ilmastokatastrofi? IPCC:n mukaan maapallon lämpötila voi nousta vuoteen 2100 mennessä melkein kuusi astetta, jos päästövähennykset eivät onnistu ja meno jatkuu samanlaisena kuin nyt.

Täällä pohjoisessa se tarkoittaa yhdeksän asteen nousua.

Yhdysvaltain sääntutkimuslaitos NOAA kertoi, että marraskuussa 2013 koko maapallon lämpötilojen keskiarvo oli korkeampi kuin yhtenäkään marraskuuna 134 vuoteen, eli koko mittaushistorian aikana.

Veden pinta nousee vuoteen 2100 mennessä ehkä metrin, mikä on tuhoisaa muun muassa Manhattanille, Hollannille ja Bangladeshille.

Vettä olisi paljon, ja se olisi väärissä paikoissa. Pohjavedet olisivat vaarassa kaikkialla.

 

Tavallaan ihminen muokkaa ilmastoa jo nyt, tahattomasti. Hiilidioksidia on ilmassa liikaa erityisesti fossiilisten polttoaineiden takia. Laivojen rikkipäästöt lisäävät maan heijastavuutta.

Säätä on muokattu tarkoituksellisesti jo pitkään, mutta se on eri asia kuin ilmaston muokkaaminen.

On esimerkiksi suihkutettu hopeajodidia pilviin, jotta on saatu sade alas ennen kuin pilvi on ehtinyt olympiastadionin ylle Moskovassa ja Pekingissä tai asutuskeskuksiin säteilevän lastinsa kanssa Tshernobylin ydinonnettomuuden jälkeen.

Venäjällä tätä pilvien kylvö -tekniikkaa on käytetty myös kansallisten juhlapyhien sateettomuuden varmistamiseksi.

Säänmuokkauskeinoja on pidetty melko harmittomina. Kyse on ollut vain yksittäisten päivien paikallisesta säästä.

 

Kun lentokone saa rikkilastinsa suihkutettua, rikki pysyy ilmassa vuoden tai kaksi. Sitten se tulee alas. Ilman kiertoliikkeen takia tämä tapahtuu enimmäkseen napa-alueilla.

Mitä sitten seuraa?

Arvioiden mukaan suihkutukset eivät juuri lisäisi hapanta sadetta. Sen ainoan tutkimuksen mukaan yhden lämpöasteen viilentämiseen tarvittaisiin noin viisi megatonnia rikkiä, mikä kuulostaa järkyttävän paljolta.

Ihmiset kuitenkin polttavat fossiilisia polttoaineita jo tällä hetkellä niin paljon, että rikkiä vapautuu ilmaan moninkertaisesti enemmän. Kivihiiltä poltettaessa kaikki hiilen sisältämä rikki hapettuu rikkidioksidiksi.

Suuri ongelma olisi, että rikin lisääminen stratosfääriin heikentäisi otsonikerrosta.

Näin kävi heti Pinatubon purkauksen jälkeen, ja vaikutus on siksi pystytty laskemaan. Rikkihiukkaset eivät tuhoa otsonia, mutta ne saavat otsonia tuhoavat yhdisteet vapautumaan vaaralliseen muotoon.

Laaja otsonikato olisi tuhoisa.

Vuonna 1987 saatiin aikaiseksi Montrealin pöytäkirja, jonka ansiosta otsonikerrosta tuhoavat kaasupäästöt lähes loppuivat.

Vasta viime vuosina on selvinnyt, kuinka lähellä tuhoa olimme: jos freonien käyttöä ei olisi lopetettu, otsoniaukko – joka on olemassa vieläkin –olisi tutkimusten mukaan laajentunut napa-alueilta Italian tasolle.

Italiassa ei olisi voinut olla auringossa ilman suojaa kuin muutaman minuutin. Miten tähän olisivat reagoineet kasvit, nehän eivät voi mennä suojaan?

Luultavasti niille olisi käynyt huonosti.

Otsonikadon riski pienenee ajan mittaan, koska freoneja on ilmassa entistä vähemmän. Kerrokseen on kuitenkin syytä suhtautua kunnioittaen.

Usein räjähtävien tulivuorenpurkausten jälkeen myös sateisuus vähenee ja monsuunikierto heikkenee tropiikissa. Säännölliset sateet ovat hyvin tärkeitä Afrikan ja Aasian väkirikkaiden alueiden ruoantuotannolle.

 

Ehkä pilviä voisi valkaista?

Tätäkin Hannele Korhonen tutkii.

Merivettä voisi suihkuttaa ilmaan. Se tapahtuisi tarkoitukseen suunnitelluilla laivoilla niin, että merisuolahiukkaset toimisivat pilvessä tiivistymisytiminä.

Tämä valkaisisi pilviä, ja valkoinen pilvi heijastaa enemmän kuin harmaa. Mitä enemmän tiivistymisytimiä olisi, sitä heijastavampi pilvestä tulisi.

Keinon käyttäminen olisi mahdollista vain puhtailla merialueilla, joissa pilviä syntyy matalalle ja ne olisivat siksi helposti muokattavissa.

Vesisuihkuilla saataisiin aikaiseksi melko voimakas viilentävä vaikutus, mutta vain näille alueille.

Viileys leviäisi ilmakehän kiertoliikkeen ansiosta, mutta ei tasaisesti.

Kaikkien ehdotettujen keinojen ongelma on samankaltainen: tulokset ovat ehkä osittain ihan hyviä, mutta riskejä on aina. Eivätkä vaikutukset olisi samanlaisia kaikkialla maailmassa.

”Vaikutukset olisivat paikallisia”, Hannele Korhonen sanoo.

”Ilmastoa ei saisi ainakaan heijastavuutta lisäämällä ennallistettua eli pidettyä samanlaisena kuin se on nyt.”

Korhonen haluaa kuitenkin tutkia ilmastonmuokkauskeinoja.

”Jos joku suhtautuu näihin positiivisesti, hän keskittyy todennäköisesti selvittämään, miten ilmastonmuokkaus on teknisesti mahdollista. Minusta on tärkeä miettiä myös menetelmien ongelmia.”

 

Mutta lentokoneethan suihkuttavat kemikaaleja ilmaan jo nyt!

Ainakin jos uskomme kemikaalivanateoriaan. Tämän hyvin laajalle levinneen salaliittoteorian mukaan lentokoneet suihkuttavat ilmaan alumiinia, joka heijastaa auringon säteilyä neljä kertaa tehokkaammin kuin rikki.

Teorian mukaan lentokoneiden tiivistymisjuovat jäävät nykyään ilmaan pitkiksi ajoiksi ja leviävät laajalle pumpulimaiseksi matoksi, koska hallitukset lisäävät niihin salaa kemikaaleja.

YouTubesta löytyy kemikaalivanoista kertova elokuva Mitä pirua päällemme oikein sumutetaan, ja teorialla on maailmalla useita aktiivisia verkkosivuja.

Kun hakee netistä tietoa sanalla kemikaalivanat, Google antaa lähes 300 000 osumaa. Englanninkielinen haku chemtrails jo yli 2,6 miljoonaa.

Salaliittoteoria lähti liikkeelle Yhdysvalloista vuonna 1996 ja on pikku hiljaa levinnyt Suomeenkin. Sen kannattajat miettivät, mitä vaikutuksia maahan laskeutuvalla alumiinilla on ihmisiin, eläimiin, kasveihin ja meriin ja miksi näitä salaisia suihkutuksia tehdään.

Arvaukset ovat hurjia: hallinto haluaa vahvistaa valtaansa, vähentää väestöä, kehitellä uusia aseita tai häiritä tietoliikennettä.

Mitään tieteellistä näyttöä kemikaalivanateorian tueksi ei ole. Asiantuntijoiden mukaan vanat lentokoneiden perässä ovat tavallisia tiivistymisjuovia.

Juova tiivistyy samalla tavalla kuin hengitysilma muodostaa silmin nähtävää höyryä pakkassäällä. Kuivassa ilmassa tiivistymisjuova katoaa pian, mutta kun ilma on kosteaa, juovat voivat säilyä tuntikausia.

 

Tutkijat ovat tienneet jo vuosikymmeniä, että ilmastonmuokkaus olisi mahdollista.

Yhdysvaltojen presidentin Lyndon B. Johnsonin hallinnon asiakirjoissa 1960-luvulta lukee, että kasvihuonekaasut todennäköisesti lisäävät maapallon lämpenemistä ja yksi keino tätä vastaan olisi lisätä maailman heijastavuutta.

Ilmastonmuokkauksesta ei kuitenkaan ole juuri puhuttu, koska tutkijat ovat pelänneet, että ihmiset ajattelisivat helpon keinon löytyneen. Eihän meidän edes kannata yrittää vähentää päästöjä?

Vuonna 2006 kemian nobelisti Paul Crutzen nosti ilmastonmuokkauksen julkiseen keskusteluun. Tämän jälkeen aihetta on alettu tutkia.

”Tutkijapiireissä juuri kukaan ei silti ajattele, että ilmastonmuokkaus olisi ratkaisu”, Hannele Korhonen sanoo.

Pieniä ilmastonmuokkauskokeiluja on jo tehty.

Viime vuoden heinäkuussa yrittäjämiljonääri Russ George dumppasi sata tonnia rautasulfaatteja Kanadan rannikolle. Hän puolusteli tekoaan sillä, että lisääntyvä plankton parantaisi kalojen elinmahdollisuuksia köyhtyvässä meressä. Plankton myös imisi ilmasta hiiltä ja lopulta plankton kuolisi ja veisi hiilen mukanaan syvälle meren pohjaan.

Tutkijat ovat selvittäneet Georgen toimia, mutta ainakaan vielä kukaan ei ole valmis aplodeihin.

Kalat lisääntyivät, mutta on epäselvää, jääkö lisääntyneen kasvimassan sisältämä hiili lopulta meren syvyyksiin ja kuinka pitkäksi aikaa.

On myös epäilty, että rautalannoitus saattoi häiritä meriekosysteemiä ja pahentaa meren happamoitumista ja jopa ilmastonmuutosta.

Ei kokeilu ainakaan oikein ollut, ja se rikkoi kansainvälisiä sopimuksia.

 

Kansainvälisen ympäristöoikeuden professori Tuomas Kuokkanen Itä-Suomen yliopistosta kertoo, että kahden kansainvälisen ympäristösopimuksen piirissä on hyväksytty päätöslauselmia, jotka kieltävät ilmastonmuokkauksen muuten kuin tieteellistä tutkimusta varten.

Ensimmäinen näistä sopimuksista on luonnon monimuotoisuutta koskeva biodiversiteettisopimus, joka tehtiin Rio de Janeirossa vuonna 1992. Toinen on jätteiden mereen laskemista koskevaan Lontoon sopimukseen liittyvä pöytäkirja vuodelta 1996.

Kyseistä vuoden 1996 pöytäkirjaa kuitenkin muutettiin vuonna 2006 niin, että se mahdollistaa hiilen talteenoton ja varastoinnin.

Lukuisat muutkin kansainväliset ympäristösopimukset voivat vaikuttaa ilmastonmuokkauksen mahdollisuuksiin. Yleensä ottaen kansainvälinen oikeus kieltää yksittäisiltä valtioilta toimet, jotka saattaavat haitata muita valtioita tai niiden ulkopuolisia alueita.

Jos joku yksittäinen henkilö päättäisi kokeilla muokkausta, hänen kotimaansa pitäisi valvoa toimintaa. Jos kokeilija tai ilmastonmuokkaaja olisi valtio, tätä voitaisiin pitää oikeuden ottamisena omiin käsiin ja kansainvälinen yhteisö voisi reagoida.

Jos ilmastonmuokkausta joskus vakavasti harkittaisiin, siitä pitäisi Tuomas Kuokkasen mielestä ehdottomasti sopia ensin kansainvälisesti.

Se olisi tosin hyvin vaikeaa muun muassa sen vuoksi, että seuraukset olisivat niin erilaisia eri puolilla maailmaa.

Ainakaan vielä YK:n ilmastoneuvotteluissa ei edes puhuta ilmastonmuokkauksesta.

”Kaikki ymmärtävät, että tärkeintä on keskittyä päästövähennyksiin”, Kuokkanen sanoo.

”Jos alettaisiin miettiä myös sääntöjä ilmastonmuokkaukselle, keskustelu suuntautuisi väärille urille.”

 

Turvallisin tapa muokata ilmastoa olisi imeä hiilidioksidia ilmasta pois. Tätä kasvit tekevät koko ajan.

Ihminen kuitenkin lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta niin, etteivät kasvit mitenkään pysy mukana.

Jos onnistuisimme imemään hiilidioksidia pois, pääsisimme takaisin tilanteeseen, jossa olemme jo olleet. Mitään kovin arvaamatonta ei siis olisi tiedossa.

Ongelma on, että hiilidioksidia ei osata imeä pois.

Vaikka sitä on ilmassa liikaa, sitä on kuitenkin hyvin vähän: 0,04 prosenttia.

Typpeä on ilmakehässä 78 prosenttia ja happea 21 prosenttia.

Olisi teknisesti mahdollista imeä osa vähäisestä hiilidioksidista pois, tallettaa se esimerkiksi tyhjennettyyn öljylähteeseen ja sulkea sinne.

Se tulee kuitenkin kalliiksi ja vaatii paljon energiaa.

Lisäksi pitäisi vielä tietää, että sinetti hiilidioksidivaraston päällä pysyy.

Heijastavuutta lisäävät keinot olisivat selvästi halvempia ja luultavasti tehokkaampia kuin hiilidioksidin vähentäminen.

Osa keinoista kuulostaa jo todella tieteisfantasialta.

Esimerkiksi muutama valtavan suuri peili maata kiertävällä radalla auttaisi viilentämään maailmaa. Osa auringonvalosta ei pääsisi maahan asti.

Hauke Schmidt hampurilaisesta ilmatieteen Max Planck -instituutista on tutkinut tätä keinoa. Riippumatonta Max Planck -istituuttia pidetään yhtenä maailman johtavista tieteen ja teknologian tutkimuskeskuksista.

Peilimalleja on erilaisia: todella suuren peilin näkisi luultavasti maastakin, mutta realistisemmassa mallissa on käytetty paljon pieniä peilejä, joita ei maasta käsin näkisi ainakaan paljain silmin.

”En ole insinööri, mutta ei tunnu realistiselta, että avaruuteen saataisiin tarpeeksi suuria peilejä”, Hauke Schmidt sanoo sähköpostitse.

Aurinko peilien takana olisi vähän tummempi, mitä silmä ei huomaisi. Meillä olisi yhä aurinkoisia päiviä.

 

Peileistä ei seuraisi pelkkää hyvää.

Ainakin Pohjois-Amerikka ja Euraasia kuivuisivat entisestään. Alueet olisivat noin 15 prosenttia kuivempia kuin ennen ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta. Amazonin sademetsän alueella sademäärät putoaisivat viidenneksellä.

Nämä seuraukset Schmidthin tutkimusryhmä on laskenut ilmastomallien avulla. Tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että jos alennamme lämpötilaa vähentämällä auringon maahan pääsevää säteilyä tiettyyn historialliseen tasoon, sademäärä on keskimäärin pienempi kuin ilman ihmisen aiheuttamaa muutosta.

Ilmastonmuokkauksella ei siis pystyttäisi entisöimään ilmastoa ja esimerkiksi palauttamaan samaa sademäärää.

Kasvihuonekaasujen lisääntyminen vaikuttaa ennen kaikkea maan pinnalta avaruuteen karkaavaan pitkäaaltoiseen lämpösäteilyyn, kun taas auringon suoraan maahan tulevan säteilyn aallonpituudet ovat lyhyitä.

Nämä erilaiset aallonpituudet vaikuttavat eri tavoin energian jakautumiseen ilmakehän eri osissa, ja tämä taas vaikuttaa sademäärään.

Schmidtin tutkimusryhmä julkaisee juuri tutkimusta, jonka mukaan myös rikkihappohiukkasten lisääminen stratosfääriin ja pilvien valkaiseminen merisuolalla itse asiassa lisäävät kuivuutta, vieläkin enemmän kuin avaruuspeilit.

 

Entä jo ilmastoa alettaisiin muokata, mutta se jouduttaisiinkin yhtäkkiä lopettamaan? Tulisikin sota, tai ilmaston kopeloiminen osoittautuisi todella huonoksi ideaksi. Mitä seuraisi, jos peilit jouduttaisiin yhtäkkiä poistamaan tai rikkisuihkutukset lopettamaan?

Hiilidioksidin lämmittävä vaikutus, jota olisi peitelty, näkyisi nopeasti. Ehkä jo kymmenessä vuodessa lämpötila muuttuisi rajusti.

Miten kasvit, eläimet ja ihmisetkin tällaiseen sopeutuisivat?

Vaikka heijastavuutta lisättäisiin, itse ongelma ei ratkea. Peili auringon edessä on vain laastari, jolla voi ostaa hiukan lisäaikaa.

 

Juttua varten on haastateltu myös tutkija Theo Kurténia Helsingin yliopistosta.

 

Juttu on julkaistu ensi kerran Suomen Kuvalehdessä 1/2014.