Investigadores estudam o uso de aviões para arrefecer a Terra em pleno aquecimento global

À medida que as temperaturas globais aumentam, as condições meteorológicas extremas estão a obrigar as famílias a abandonar as suas casas.

Inundações, furacões e degelo dos glaciares estão a deslocar comunidades em todo o planeta.

Alguns cientistas estão a investigar formas de lidar com as alterações climáticas, manipulando a atmosfera ou os oceanos do mundo.

Conhecida como geoengenharia, é frequentemente rejeitada devido aos potenciais efeitos secundários e é geralmente mencionada não como uma alternativa à redução da poluição por carbono, mas como um complemento aos cortes de emissões.

Uma ideia é refletir a luz solar para longe da Terra antes que esta possa aquecer a superfície - um processo conhecido como injeção de aerossol estratosférico.

Um novo estudo realizado por investigadores da University College London sugere que isto poderia ser feito utilizando aviões já em serviço atualmente, em vez de desenvolver novas aeronaves dispendiosas para chegar às partes mais altas da atmosfera.

A injeção de aerossóis estratosféricos funcionaria através da libertação de pequenas partículas na camada superior seca e estável da atmosfera, denominada estratosfera.

Estas partículas espalhariam a luz solar de volta para o espaço, reduzindo a quantidade que atinge a superfície da Terra e ajudando a arrefecer o planeta.

Pesquisas anteriores concentraram-se na injeção de aerossóis bem acima dos trópicos, a altitudes de 20 quilómetros ou mais, o que está fora do alcance da maioria dos aviões existentes.

Mas o novo estudo descobriu que injetar mais abaixo, a cerca de 13 quilómetros, perto dos polos, pode ainda ter um impacto significativo.

Isto poderá significar que aeronaves como o Boeing 777, que já é capaz de atingir estas altitudes, poderão ser adaptadas para a tarefa.

Alistair Duffey, investigador de doutoramento na UCL, liderou o estudo.

Afirma: “O nosso estudo examinou uma técnica de intervenção climática chamada injeção de aerossóis estratosféricos, que consiste em arrefecer o planeta adicionando uma camada de pequenas partículas reflexivas, os aerossóis, à alta atmosfera. Estas partículas refletiriam uma pequena quantidade, talvez 1%, da luz solar incidente. E havia boas evidências de que isto poderia ser utilizado para arrefecer o planeta e, talvez, reduzir alguns impactos climáticos sobre pessoas vulneráveis ​​em todo o mundo”.

Utilizando o avançado Modelo do Sistema Terrestre do Reino Unido, os investigadores simularam a injeção de dióxido de enxofre (um gás que se transforma rapidamente em aerossóis de sulfato refletores) na estratosfera sobre as regiões polares durante as respetivas estações da primavera e do verão.

O estudo mostrou que, apesar da menor altitude, ainda seria possível arrefecer o planeta em cerca de 0,6 graus Celsius.

Isto é praticamente o mesmo que o arrefecimento temporário após a erupção do Monte Pinatubo em 1991, quando os gases vulcânicos injetados na atmosfera provocaram uma descida das temperaturas globais.

Os investigadores examinaram como a eficácia do arrefecimento muda dependendo de onde e quão alto as partículas são libertadas, bem como da quantidade de dióxido de enxofre necessária.

O que nos interessava era perceber a relação entre a dificuldade, o desafio logístico de o fazer e os impactos climáticos no solo. Assim, em particular, quisemos perceber como, se pudéssemos atingir diferentes altitudes no céu, o nível de impacto no solo variaria consoante a altura a que conseguíssemos ir. Em geral, é mais difícil fazê-lo a grandes altitudes. Portanto, a nossa principal descoberta foi que, se estivéssemos limitados à utilização de grandes aeronaves existentes e, portanto, limitados a altitudes até cerca de 13 quilómetros, ainda haveria impactos climáticos significativos. Ainda poderíamos arrefecer o planeta significativamente com magnitudes plausíveis de injeção de aerossóis.

O efeito de arrefecimento provém de uma cadeia de reações químicas.

Quando o dióxido de enxofre é libertado na estratosfera seca, reage com o vapor de água e o oxigénio para formar ácido sulfúrico, que forma então gotículas microscópicas — aerossóis de sulfato.

Estes aerossóis permanecem em suspensão durante meses, refletindo a luz solar para longe da Terra.

Por fim, caem na atmosfera mais baixa e são levados pela chuva — principalmente como chuva ácida diluída.

Imaginamos a libertação de dióxido de enxofre, um gás que reagiria com o vapor de água e se oxidaria em ácido sulfúrico, que se dissociaria então, e parte desse ácido sulfúrico passaria a ser o aerossol de sulfato, que é uma espécie de pequena gota líquida. Tendem a produzir uma distribuição de tamanhos na estratosfera, o que os torna bons refletores da luz solar. Estes aerossóis de sulfato sedimentam então lentamente através da estratosfera e, finalmente, ao reentrar na troposfera, a parte da atmosfera em que vivemos, a maioria deles sai por chuva, depois saem para a água e, essencialmente, como chuva ácida.

Embora os processos químicos sejam bem compreendidos, os desafios de engenharia são significativos.

A entrega de grandes volumes de dióxido de enxofre em segurança a grandes altitudes exigiria a modificação de aeronaves existentes ou a construção de aeronaves inteiramente novas.

Criar novas aeronaves especializadas capazes de atingir os 20 quilómetros provavelmente levaria uma década e milhares de milhões de libras em custos de desenvolvimento.

Em vez disso, os investigadores acreditam que a adaptação das aeronaves existentes poderá proporcionar uma opção mais rápida e barata.

Mas mesmo isso exigiria uma reformulação cuidadosa para permitir que os aviões armazenassem e libertassem em segurança um gás tóxico a grandes altitudes, sem representar riscos para a tripulação, para os passageiros ou para o ambiente.

No nosso caso, se estivéssemos a utilizar aeronaves existentes, ainda haveria um programa de modificação necessário. Seria necessário um meio de ventilar o dióxido de chinelo e transportá-lo em segurança. É um gás tóxico, certo? Se o libertar ao nível do solo, pode ser bastante prejudicial. Portanto, existem certamente grandes desafios de engenharia, mas serão menos intensos do que a implantação a altitudes mais elevadas.

Os investigadores da UCL responsáveis ​​pelo estudo realçam que a injeção de aerossóis estratosféricos não substituiria a redução das emissões e acarretaria sérios riscos se não fosse cuidadosamente gerida.

No entanto, outros investigadores, como Raymond Pierrehumbert, professor de Física na Universidade de Oxford, mostram-se cépticos quanto aos riscos representados pela utilização da geoengenharia para limitar os impactos mais perigosos das alterações climáticas.

Afirma: "O dióxido de carbono continuará a afetar o clima e a aquecer-nos durante milhares de anos, mas os aerossóis estratosféricos serão eliminados numa questão de um ano ou mais. Portanto, se se encontrar numa situação em que depende dele, em que depende da injeção de aerossóis estratosféricos, estará, na verdade, a prender a humanidade a fazê-lo infalivelmente durante pelo menos séculos. E esta é uma situação muito perigosa. E se o fizer numa altura em que ainda não atingimos o zero líquido, terá de fazer mais disso todos os anos. E se parar, será atingido por um aquecimento catastrófico maciço e muito rápido."

Há preocupações de que depender da injeção de aerossóis possa prender as gerações futuras a um compromisso arriscado e de longo prazo, com consequências perigosas se for interrompido.

"Entre outras coisas, quando se aplica a injeção de aerossóis estratosféricos, pode-se alterar os padrões de circulação atmosférica. Isto pode provocar, por exemplo, perturbações nos padrões de precipitação, secas em alguns locais e inundações excessivas noutros", alerta Pierrehumbert.

Grupos desde a Academia Nacional de Ciências dos EUA ao Programa das Nações Unidas para o Ambiente analisaram a ética, os efeitos secundários, as complicações legais e os benefícios da geoengenharia com vários graus de ceticismo e interesse cauteloso.