Géoingénierie
Le point de départ de la géo-ingénierie est la réalisation d'une série de projets de grand impact pour réduire la température de la surface terrestre. Dans ce domaine, les chercheurs proposent des projets allant de la fertilisation de l'océan à la pose de panneaux qui bloquent les rayons solaires dans l'espace.
La température de la surface terrestre dépend de l'équilibre entre le rayonnement solaire entrant et l'expulsion de la Terre, et l'activité humaine provoque un déséquilibre entre les deux radiations.
Pour tenter de corriger ce déséquilibre, deux types de solutions sont proposés dans le domaine de la géo-ingénierie: Réduire le rayonnement solaire absorbé par la Terre et augmenter le rayonnement émis par la Terre. Afin de réduire le rayonnement solaire que reçoit la planète, éviter que les rayons solaires pénètrent dans l'atmosphère et ne passent pas par les couches supérieures de l'atmosphère, des alternatives telles que le placement de panneaux reflétant les rayons solaires dans l'espace ou l'émission d'aérosols sulfatés dans la stratosphère ont été proposées pour empêcher les rayons du soleil d'atteindre plus bas - à la suite d'éruptions volcaniques naturellement.
D'autre part, une autre solution est d'augmenter l'albédo des surfaces pour refléter le rayonnement qui descend dans l'atmosphère. L'albédo est la proportion entre le rayonnement qui absorbe et émet une surface. Plusieurs projets proposent d'augmenter l'albédo des déserts et des colonies humaines ou de construire des structures produisant des brumes à partir de l'eau de mer, de sorte que les nuages reflètent les rayons solaires.
Parmi les possibilités d'augmenter le rayonnement qui expulse la Terre, l'idée de base serait d'éliminer l'excès de CO 2 dans l'atmosphère et de ne pas réapparaître. Pour cela, il est proposé d'augmenter les dépôts de carbone propres à la planète ou de créer des dépôts artificiels sur terre et en mer.
Stockage du carbone
Les chercheurs proposent que le stockage de CO 2 dans le sol soit effectué à travers les arbres et les terres forestières. Ce stockage se fait naturellement, aussi bien dans les arbres qu'en terre. Par conséquent, la plantation d'arbres peut contribuer à l'absorption et la collecte de CO 2 atmosphérique. Le GIEC étudie actuellement l'utilisation de la plantation d'arbres comme mesure d'atténuation. La géo-ingénierie, quant à elle, propose des structures artificielles qui, imitant la nature, réalisent ce même processus, comme les arbres artificiels qui aspirent de l'air et stockent CO 2 sous terre.
De même, la bioincinération à pyrolyse - dans laquelle une grande partie de la combustion est réalisée sans oxygène - convertit 50% du carbone en biomasse de longue durée, comme le charbon qui peut être ajouté au sol. Et le reste du carbone généré peut être stocké et stocké. Parallèlement, des systèmes de stockage direct du carbone associés aux activités de production de bioénergies et d'émission de carbone, appelés BECS --Bio-energy with carbon storage-- ont été conçus. Ainsi, les scientifiques étudient les techniques de stockage souterrain du carbone et d'autres gaz de chauffage.
Une autre option est le stockage de CO 2 en mer, naturel et artificiel. Naturellement, l'eau et les sédiments côtiers stockent du carbone. Mais il y a aussi des projets de géo-ingénierie qui profitent des dynamiques naturelles. L'un d'eux est le projet proposé par l'abonné océanique avec du fer. Ceci augmenterait le nombre de phytoplancton et le phytoplancton absorberait CO 2. Le phytoplancton, à sa mort, coule et devient réservoir de CO 2. Ce projet a été lancé cette année, mais malheureusement il n'a pas réussi. En augmentant à la fois le nombre de phytoplancton, le nombre de zooplancton approché les zones abonnées et mangé la plupart du phytoplancton. Ainsi, au lieu de stocker le CO 2 recueilli par le phytoplancton dans le fond marin, il est revenu à l'atmosphère par la respiration du zooplancton. Cependant, les chercheurs considèrent qu'une autre cause de la disparition du phytoplancton peut être l'acidité de l'eau, une question qui est maintenant étudiée. Cependant, en quelque sorte, les résultats attendus concernant l'absorption de CO 2 n'ont pas été obtenus.
Cependant, ce n'est pas le seul projet des océans. L'ajout de carbonates au lieu de fer augmenterait l'alcalinité des océans, ce qui entraînerait une plus grande absorption de CO 2.
En outre, il est également possible d'utiliser les flux de carbone tout au long de l'année, en profitant des flux naturels ou en augmentant mécaniquement les flux. Si l'eau de surface coulait - par exemple en ajoutant de la glace dans la mer pour refroidir l'eau de surface -, le carbone coulerait aussi, accélérant ainsi l'accès aux sédiments qui stockent le carbone. En outre, il obtiendrait une plus grande et plus rapide absorption du carbone par l'eau de surface. D'autre part, si l'eau du fond marin était poussée à la surface, il en serait de même.
Efficacité des propositions
Tim Lenton (Ecole de Sciences Environnementales, Université d'East Anglia, Royaume-Uni) et Naomi Vaughan (Centre de Recherche sur le Changement Climatique Tyndall, Royaume-Uni), après l'analyse et la comparaison de leurs propositions dans le domaine de la géo-ingénierie, ont analysé l'impact des projets. Le critère de base utilisé pour l'évaluation de ce type de projet est sa capacité à refroidir le climat.
L'étude conclut que le déversement d'aérosols dans la stratosphère et la pose de panneaux solaires dans l'espace sont les seuls qui en 2050 sont capables de revenir à la situation préindustrielle. D'autre part, les mesures d'atténuation difficiles, combinées à l'absorption et au stockage de l'air à l'échelle mondiale, réduiraient le niveau de CO 2 à une situation antérieure à l'industrialisation pour l'année 2100.
Une autre option consisterait à maintenir le CO 2 stable par des mesures d'atténuation sévères et à accroître la géo-ingénierie. Ce ne serait pas une solution complète, mais il serait possible de réduire les niveaux de rayonnement solaire.
Lenton et Vaughan estiment que l'effondrement et l'affleurement de l'eau océanique n'auraient guère d'influence sur une période significative. Ils croyaient que la fertilisation des océans servait à long terme, mais l'expérience a montré que des problèmes surgissent.
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