温室効果ガスの排出が再び増加する中、研究者たちは人類が自制心を取り戻している間に、気温上昇を抑える方法を模索しています。一つの解決策は？火山噴火を模倣することです。しかし、こうした取り組みは気温調整に加え、ハリケーンの頻度や干ばつの発生場所を変える可能性もあります。
1991年のピナツボ山噴火のような爆発的な火山噴火が発生すると、灰とガスの微粒子が大気圏上空に舞い上がります。これらのエアロゾルは太陽光を遮ったり反射したりすることで、地球の気温上昇を一時的に抑えます。
火山の活動を長年観察してきた一部の研究者たちは、同じ方法を地球の冷却に活用できないか研究している。これは「太陽地理工学」と呼ばれるアイデアだ。しかし、今月発表された一連の研究は、この提案がいかに複雑になり得るかを示している。
「二酸化硫黄は火山噴火によって放出されます。また、比較的安価で入手しやすいため、太陽光ジオエンジニアリングの理想的な候補です」と、このテーマに関する最近のネイチャー・コミュニケーションズ誌論文の著者であるアンソニー・ジョーンズ氏は述べています。「基本的には火山噴火を模倣し、エアロゾルの大気中への放出範囲を拡大するのです。」
二酸化硫黄は、地球の噴火後に発生する劇的な雲によく含まれる物質で、大気圏に入ると膨張して水を含む他の化学物質と反応し、エアロゾル粒子を形成します。エアロゾル粒子は太陽光を宇宙に反射し、地表を冷やします。
ジョーンズ氏らは最近の研究で、硫黄エアロゾルを南半球または北半球のいずれか一方に注入した場合に何が起こるかを調べました。地球の南半分に大気エアロゾルが注入された場合、モデルは大西洋における熱帯低気圧の頻度の増加を示しました。一方、アフリカの一部（特にサヘル地域）では干ばつが減少しました。北半球におけるエアロゾル注入のモデル化では、大西洋ではハリケーンの数が減少しましたが、サヘル地域ではより深刻な干ばつが発生しました。
ジョーンズ氏にとって、このトレードオフは、現実世界でジオエンジニアリングを試みる場合、どれほどのリスクが伴うかを浮き彫りにするものだ。ジオエンジニアリングは地球規模の気候変動に関する議論の中でますます注目を集める話題となっているが、軽々しく、あるいは一方的に参入できるものではない。
「気候変動対策の重要な部分を占めるようになっているにもかかわらず、規制もガバナンスも存在しない」とジョーンズ氏は言う。「ある国が、他国のことを考えずに自国の気候変動目標を達成するために、地球工学を始めてしまうのではないかという、真剣な懸念がある。」
ジョーンズ氏の研究には関わっていないパシフィック・ノースウエスト国立研究所の気候科学者ベン・クラヴィッツ氏は、この研究が広範囲な影響だけでなく、より具体的な地域的な結果にも焦点を当てている点を高く評価した。
「多くの地球工学研究では、気温と降水量に焦点を当てています」とクラヴィッツ氏は言う。「しかし、玄関を出てすぐに『今年の地球の平均気温はどれくらいだろう？』と考える人はあまりいないでしょう。ハリケーンは非常に重要で、多くの人々に影響を与えます。」
クラヴィッツ氏は、大気中にエアロゾルを注入することで気候がどのように変化するかについても研究している。先週、地球物理学研究ジャーナル「Atmopsheres」に掲載された一連の論文の中で、クラヴィッツ氏と共著者らは、設定された冷却目標を達成するために、エアロゾルをどこに、どの程度の量を注入すべきかを正確に計算できる新たなコンピュータモデルを発表した。
「このコミュニティがこれまで行ってきた多くの研究は、『地球工学を実施したら何が起こるのか』という問いを中心に展開してきました」とクラヴィッツ氏は言う。「しかし、これはあまりうまく設定された問いではありません。地球工学は、その方法によって様々な効果をもたらします。エアロゾルをどこに放出するか、どれだけの量、どのような種類のエアロゾルを放出するか。私たちはこれらの問いを逆転させ、『いくつかの目標を設定し、成層圏エアロゾルを噴射してそれを達成できるかどうか検証しよう』と考えたのです。」
このモデルを用いて、最悪のシナリオ（化石燃料の燃焼を現状維持した場合）においても、世界中の特定の経度線に沿って間隔を空けた4地点にエアロゾルを大気中に注入することで、地球の気温を安定させることができることを発見した。アルゴリズムは、より低い気温を維持し、赤道と極の間の冷却差を均一化するために、各地点に毎年どれだけの二酸化硫黄を注入すべきかを決定するのに役立った。（地球工学モデルでは、赤道は極よりも速く冷却される傾向がある。）
クラヴィッツ氏は、これはより多くの情報を集めるための第一歩に過ぎず、気候危機の容易な解決策ではないとすぐに指摘する。彼と同僚が描いたシナリオでは、気温を下げるために、世界は最終的に年間数メガトンの二酸化硫黄を大気中に放出する必要があるとされている。そして、このモデルは、地球工学がハリケーンや熱波などの異常気象にどのような影響を与えるか、さらには食料安全保障、水不足、発電量の変化といった二次的な副作用を考慮に入れていない。
研究者、一般市民、そして政策立案者は皆、これらの潜在的なリスクについてより深く知ることに関心を持っています。特に、海面上昇、気温上昇、海洋酸性化など、変化する世界がもたらすますます切迫した脅威と比較検討する際にはなおさらです。各国政府は、将来の気候変動対策のツールボックスにおける新たな可能性として、地球工学について積極的に検討しています。先週、科学者たちは議会で地球工学研究の現状に関する質問に答えました。
「私たちが進んでいる道筋は、地球にとって望ましい気温をはるかに超えており、極めて大きなリスクを伴います」とジョーンズ氏は言う。「パリ協定以降、この問題は特に顕著になっています。人々は（産業革命以前の水準から1.5℃の気温上昇に抑えるという）気温目標を真剣に受け止めています。」
しかし、ここには重要な注意点があります。たとえ気候科学者が可能な限りの研究を行い、政策立案者がその利点と欠点を比較検討し、地球工学はリスクに見合う価値があると総合的に判断したとしても、それは永続的な解決策にはならないのです。
「これは魔法の弾丸ではありません。地球工学は気候変動の解決策ではありません」とクラヴィッツ氏は言う。むしろ、私たちが期待できるのは、手遅れになる前に大気中の温室効果ガスをある程度抑える機会を与えてくれることくらいだ。「これは、緩和策を進めるまでの時間を稼ぐための、一時的な手段に過ぎません。」
しかし、ジョーンズ氏が指摘するように、これは一時的な措置であり、世界全体に、時には全く異なる形で影響を及ぼすことになるだろう。気温を下げるという名目で、メキシコ湾岸にハリケーンがさらに発生する可能性、あるいは既に脆弱な地域に干ばつがさらに発生する可能性があれば、私たちは皆、自分たちが何に巻き込まれるのかをしっかりと理解しておく必要がある。
