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CLIL-related aspects included in the workshop

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CLIL-related aspects included in the workshop

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input-scaffolding

output-scaffolding

differentiation

high level of activity / cooperation /self-organized learning

stimulation of higher-level thinking skills and discussions

implementation of digital collaborative learning tools

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Add new posts to reflect on, including: aspects you liked / found challenging / would like to discuss in more detail.

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1. Go to the self study section and make yourself familiar with the concept of geoengineering.

2. Choose at least one text-based source and one video and note down arguments for and against geoengineering.

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Seibel/Tumbrink 2018

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Dr. Markus Seibel
seibel.gbo@gmail.com

Jonas Tumbrink
jonas.tumbrink@schulgeographie.berlin
Twitter:
@JonasTumbrink

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2. Pair [AFB II+III]: working with the seesaw

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2. Pair [AFB II+III]: working with the seesaw

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1. Find a partner and exchange your findings.

2. Turn them into short statements and write them onto the cards provided.

3. Divide them into pros and cons (3D-seesaw: attach the cards to the wooden blocks).

4. Color code them according to the three E's of sustainability (use the sticky dots provided).

5. Arrange the cards (2D) / blocks (3D) on the seesaw and discuss with your partner how much weight you give each statement. Make sure to use the discussion phrases.

6. Get ready to present your results. Again, use the discussion phrases to be able to justify your results.

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Tumbrink 2018

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If you want to add vocabulary, create new posts below this one.

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The Economist 2017

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Dimming the sky won’t save the world’s harvests.

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Dimming the sky won’t save the world’s harvests.

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The Atlantic 2018

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A Disappointing New Problem With Geo-Engineering

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Dimming the sky won’t save the world’s harvests.

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Discussion phrases

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Introduction

Start with PPT (see below)

Lead-in with brainstorming activity: associations with geoengineering via Mentimeter

Quizlet activity to familiarize students with subject-related vocabulary (QR-code and URL in PPT)

Show film: The climate-change experiment (in self-study resources section) --> note down pros and cons

Working with the padlet

Introduce padlet (see above for URL / QR-code) and make sure all students have access on their device. Have them download the app if they're using a phone or tablet.

Quickly go through the different sections / functions and elaborate on task 1.

Enlighten students on the possibility to add own notes / vocabulary items and ask them to share their opinion in the reflection section.

Working with the seesaw

Introduce seesaw (PPT animation / explanation video (see below).

Ask students to pair up and hand out seesaws (wood or paper version). Elaborate on task 2 and ask students to work on categorizing / weighing / discussing arguments.

Reflection / evaluation

Take a photo of one or two finished seesaws and upload to padlet. Project the product and ask the students to compare and comment.

Evaluate the tools used with the help of the reflection section in padlet.

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3. Share [AFB III]: the seesaw on stage - reflecting on weighing arguments

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3. Share [AFB III]: the seesaw on stage - reflecting on weighing arguments

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1. Use the padlet app to take a photo of your seesaw and upload it to the finished products section.

2. Present your results. Give reasons for the weight you allocated to the chosen statements.

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Kann ein Sonnenschirm die Menschheit retten?

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Kann ein Sonnenschirm die Menschheit retten?

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Der Spiegel 2018

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Klimawandel Kann ein Sonnenschirm die Menschheit retten?

Lässt sich der Klimawandel aufhalten, indem man im großen Stil die Atmosphäre verschattet? Eine Studie zeigt: Möglich wäre es. Doch es gibt Einschränkungen.

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Geoengineering oder Solar Radiation Management: Nicht wenige Menschen glauben, dass mit den richtigen technologischen Maßnahmen alles irgendwie machbar sei - selbst die gezielte Beeinflussung des Weltklimas. Auch unter Wissenschaftlern finden sich viele Optimisten, die glauben, dass sich unsere menschengemachten, immer deutlicher abzeichnenden Klimaprobleme durch Eingriffe in die Atmosphäre und die Stoffkreisläufe der Weltmeere reparieren ließen.

Dass wir die Beeinflussung dieser globalen Systeme zumindest ungezielt ganz prächtig hinbekommen, hat der Mensch bewiesen, seit er anfing, fossile Brennstoffe zu verbrennen. Seitdem reichern sich in unserer Atmosphäre immer mehr klimaverändernde Gase an, die die Erde künstlich erwärmen. Das könnte auch für die Versorgung der Menschen mit Nahrungsmitteln zum Problem werden, wenn die Weltbevölkerung - wie prognostiziert - wächst und heutige Anbauregionen künftig zu trocken sind.

Möglich, aber mit Risiken

Prinzipiell wäre Geoengineering, also der technische Eingriff in die globalen Kreisläufe, da eine Option, glaubt Jonathan Proctor von der University of California in Berkeley. Er glaubt nur nicht, dass es auch gut wäre: "Das ist ein bisschen so wie experimentelle Chirurgie, wenn man herausfindet, dass die Nebeneffekte der Behandlung so schlimm sind wie die Krankheit."

Eingriffe in globale Systeme, meint auch sein Kollege Solomon Hsiang, seien eben problematisch, weil man nicht vorher ausprobieren könne, wie sich Maßnahmen wirklich auswirken.

Die meisten von Geoengineering-Befürwortern vorgeschlagenen Methoden lassen sich in zwei Gruppen teilen: Solche, die der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen sollen, und Methoden, die die Intensität der Strahlung senken sollen, die uns erreicht. Machbar wäre prinzipiell beides:

Carbon Dioxide Removal (CDR), das Prinzip der negativen Emission : Der Gedanke ist einfach. Wenn wir zu viel CO2 in der Atmosphäre haben, sollten wir einen Teil davon entfernen. Tatsächlich lässt sich Kohlendioxid chemisch binden und "vergraben" oder anderweitig nutzen. Es wäre nichts anderes als die Umkehrung von dem, was wir bisher getan haben - Kohlendioxid in Form fossiler Brennstoffe aus den Tiefen zu holen, zu verbrennen und so den CO2-Gehalt der Atmosphäre zu erhöhen. Das Problem daran: Alle denkbaren Maßnahmen wirken sehr langsam und sind aufwendig. Gut ist an solchen CDR-Techniken aber, dass sie auch langfristig wirken. Die "Carbon Sinks", die wir durch Kohle- und Erdölförderung zerstört haben, waren teils über Hunderte Jahrmillionen stabil.

Solar Radiation Management (SRM) mit Spiegel und Sonnenschirm: Die Sonne bestrahlt die Erde permanent mit circa 174 Billiarden Watt. Rund 25 Prozent davon werden reflektiert (das Prinzip Spiegel) oder in den oberen Schichten der Atmosphäre absorbiert (das Prinzip Sonnenschirm). Verändert sich die Zusammensetzung der Atmosphäre, kommt mehr oder weniger Energie bei uns an.

So lässt sich mit dem Prinzip Spiegel die Strahlungsmenge am Boden senken: Vorgeschlagen wurden dafür bauliche Maßnahmen wie weiße Gebäude, Dächer und Flächen, die Schaffung zusätzlicher Wasserflächen, der gezielte Anbau heller Pflanzen, das Weißen von Brach- und Wüstenflächen.

Alternativ wäre der Einsatz eines Sonnenschirms denkbar: Ohne jeden Eingriff in die Atmosphäre wäre das zum Beispiel möglich, indem man am sogenannten Lagrange-Punkt 1 im All Geröll oder Segel als Sonnenblocker einsetzen würde. Der Punkt liegt in etwa 1,5 Millionen Kilometer Entfernung in Richtung Sonne. Objekte, die dort ausgesetzt werden, bewegen sich parallel zur Erde um die Sonne. Man bräuchte für das Konzept allerdings Unmengen an Material, das man im All präzise an diesen Punkt manövrieren müsste - teurer ließe sich das Problem kaum lösen.

Naheliegender ist das Ausbringen von Aerosolen in die Atmosphäre, um diese zu trüben, oder die vermehrte Bildung von Wolken zu provozieren. Zurzeit gilt das als praktikabelster Ansatz. Doch es gibt Probleme, zeigen Proctor und Hsiang in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" .

Zu den Schwierigkeiten, die der Klimawandel mit sich bringt, gehören Konsequenzen für die Pflanzenwelt. Klimazonen könnten sich verschieben und es für viele Pflanzen unmöglich machen, in ihren angestammten Gebieten zu überleben. Mit einem "Sonnenschirm" ließe sich dieses Problem tatsächlich lösen oder abmildern.

Schirm oder nicht: der Schaden bleibt

Gleichzeitig hätte der Eingriff aber auch negative Folgen: Forscher erwarten mit dem Klimawandel nicht zuletzt auch Probleme für die Ernährungslage. Viele Nutzpflanzen, die für die Ernährung der Menschheit von essenzieller Wichtigkeit sind, würden unter den Bedingungen eines erwärmten Klimas kleinere Ernten erbringen oder regional ganz ausfallen.

Und das, zeigen die Wissenschaftler, wäre auch mit einem Sonnenschirm nicht zu lösen. Denn weniger Licht bedeute nicht nur weniger Hitze, sondern eben auch weniger per Fotosynthese in organisch verwertbare Form umgewandelte Energie - Nahrung.

Denn genauso direkt kann man sich das vorstellen: Unter dem Strich stammt jede einzelne für uns konsumierbare Kalorie aus Sonnenlicht. Senkt man dessen Intensität, senkt man auch den Ertrag essbarer Energieträger. Einfacher gesagt: Spannt man einen Sonnenschirm auf, um den Klimawandel zu bremsen, so senkt man auch die Ernteerträge.

Der potenzielle Nutzen des Schirms, sagen Proctor und Hsiang, werde durch die Nachteile, die er bringt, wieder aufgehoben. Und das können sie wissenschaftlich nachweisen.

Vulkanausbrüche: natürliches Geoengineering

Der Beweis dafür, dass das Prinzip Sonnenschirm gegen den Klimawandel effektiv einzusetzen wäre, wird alle paar Jahre eindrucksvoll erbracht: Durch große Vulkanausbrüche, die erhebliche Mengen von Staub und Aerosolen in die Atmosphäre blasen.

Proctor, Hsiang und ihre Mitautoren sahen sich die Daten über die weltweiten Vulkanausbrüche von 1979 bis 2009 an und korrelierten sie mit den Ernteerträgen von Mais, Soja, Reis und Weizen im gleichen Zeitraum. Vor allem die Ausbrüche des El Chichón in Mexico 1982 sowie des Pinatubo auf den Philippinen 1991 brachten aussagekräftige Daten.

So blies beispielsweise der Vulkan Pinatubo 1991 satte 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Luft. Er reduzierte die Sonneneinstrahlung so weltweit um rund 2,5 Prozent. Die Temperaturen sanken dadurch global um 0,5 Grad Celsius - wenn man so will ein Beweis für die Effektivität stratosphärischer Schleier aus Aerosolen.

Nutzpflanzen erlebten in dieser Zeit weniger Stress durch Hitze. Sie erbrachten aber auch messbar weniger Ertrag - unter dem Strich ein Nullsummenspiel ohne Nutzen, sagen die Forscher. Hsiang: "Das ist, als gleiche man die Schulden einer Kreditkarte mit einer anderen aus. Am Ende hat man das, womit man angefangen hat, ohne das Problem zu lösen."

Jonathan Proctor hält die Daten der Studie für den ersten empirischen Beweis dafür, das schwefeldioxidbasierte Methoden zumindest für die Landwirtschaft keine Lösung darstellen würden.

Aber die Methoden der Studie könne man nun auch auf andere Bereiche anwenden: Völlig abschreiben wollen die Forscher die Möglichkeiten von Geoengineering noch nicht. Es sei möglich, dass solche Methoden in anderen Bereichen Nutzen brächten, der ihre Nutzung rechtfertigen würde. Es sei eben nur auch unbedingt nötig, vorher Methoden zu finden, die Kosten, Nutzen und Risiken realistisch abzuschätzen.

Die zuverlässigste Methode, um Schäden für Nutzpflanzen zu verhindern und dadurch auch Wohlstand und Gesundheit von Menschen zu bewahren, stehe so oder so fest, sagt Proctor: "Kohlendioxidemissionen senken!"

Video: Klimawandel - Ist die Welt noch zu retten?

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Geoengineering schützt nicht vor Ernteausfällen

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Lässt sich der Klimawandel aufhalten, indem man im großen Stil die Atmosphäre verschattet? Eine Studie zeigt: Möglich wäre es. Doch es gibt Einschränkungen. Kommentare öffnen Zur Merkliste hinzufügen Geoengineering oder Solar Radiation Management: Nicht wenige Menschen glauben, dass mit den richtigen technologischen Maßnahmen alles irgendwie machbar sei - selbst die gezielte Beeinflussung des Weltklimas.

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Seibel/Tumbrink 2019

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Enable macros in Word.

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4. Follow-up task [AFB III]: writing a policy recommendation

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4. Follow-up task [AFB III]: writing a policy recommendation

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US President Donald Trump is thinking about implementing geoengineering to fight global warming. Write a policy recommendation for him in which you present your expert opinion on geoengineering, discussing both threats and opportunities.

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German Federal Ministry of Education and Research 2011

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Seibel/Tumbrink 2019

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Enable macros in Word.

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Argumentationswippe - Reflexion von Wertmaßstäben (Praxis Geographie)

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Argumentationswippe - Reflexion von Wertmaßstäben (Praxis Geographie)

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Tumbrink 2018

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Argumentationswippe - Reflexion von Wertmaßstäben durch das Gewichten von Argumenten

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Grieszat/Seibel/Tumbrink 2019

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Die Argumentationswippe - Gewichtetes Urteilen veranschaulichen und reflektieren am Beispiel von Entwicklungsindikatoren

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Gireszat 2018

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Grieszat 2018

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Seesaw Geoengineering_helpcards (short version for stickers)

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Seesaw Geoengineering_helpcards (short version for stickers)

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pros

humans have mastered nature before

human intelligence has enough potential to succeed

reducing emissions is no longer necessary

needed for poor countries (adaptation too expensive)

possible to buy more time to work on mitigation

cheap compared to mitigation and adaptation

cons

money should be used for mitigation (tackle problem at its source)

unknown side-effects in complex climate system

after damaging the natural climate humans now play god

sudden stop of geoengineering would cause rapid heating

moral hazard: people stop worrying thanks to ‘solution’

unclear who should control technologies and scope

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The Guardian 2018

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Geoengineering | Environment | The Guardian

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Climate geoengineering must be regulated, says former WTO head

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Arbeitsblatt Geoengineering - [k]ein Ausweg aus dem Klimawandel?

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Arbeitsblatt Geoengineering - [k]ein Ausweg aus dem Klimawandel?

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Schroedel aktuell 2017

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Neben herkömmlichen Klimaschutzmaßnahmen, die vor allem auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen durch Förderung erneuerbarer Energien sowie Energieeinsparung und -effizienz setzen, werden zunehmend auch Maßnahmen des Geoengineering im Kampf gegen Erderwärmung und Klimawandel diskutiert. Dieses Arbeitsblatt stellt die verschiedenen Möglichkeiten des Geoengineerings vor.
- ab Klasse 10 -

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Geoengineering - (k)ein Ausweg aus dem Klimawandel? - - Erdkunde ab Klasse 10

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Neben herkömmlichen Klimaschutzmaßnahmen, die vor allem auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen durch Förderung erneuerbarer Energien sowie Energieeinsparung und -effizienz setzen, werden zunehmend auch Maßnahmen des Geoengineering im Kampf gegen Erderwärmung und Klimawandel diskutiert. Dieses Arbeitsblatt stellt die verschiedenen Möglichkeiten des Geoengineerings vor. - ab Klasse 10 -

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Ten options for negative emissions technologies

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Ten options for negative emissions technologies

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CarbonBrief 2016

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| April 11. 2016. 8:42

The Paris Agreement, adopted at the COP21 climate talks in December, sets out a global aim to limit average global surface temperatures to "well below 2C" above pre-industrial levels. It adds that there should be "efforts" to limit it to 1.5C.

But as countries across the world move towards signing and ratifying the agreement, there remains the key question of how these ambitious targets can be met.

A study published last year warned that all the scenarios for keeping global temperature rise to 2C require "negative emissions" - removing CO₂ from the atmosphere and storing it on land, underground or in the oceans.

Although plenty of negative emissions technologies have been proposed, none are ready to be rolled out around the world, or, in some cases, even demonstrated to work at scale.

Kicking off a week-long series on negative emissions technologies (NETs), Carbon Brief takes a look at the many and varied options. Tomorrow, we will publish the views of a wide range of experts who have examined the feasibility of NETs.

Net-zero emissions

The Paris Agreement was a "historic moment and quite a fantastic result", says Prof Joanna Haigh, co-director of the Grantham Institute for Climate Change and Environment at Imperial College. But, as she explains to Carbon Brief, now comes the difficult bit:

"It's fantastic that they've agreed, but how to do it is now the big issue. The main way we're going to try to do it, of course, is to reduce carbon emitted into the atmosphere, for example, by using more renewable energy sources and green technology more generally. But there may be sources of carbon that we can't avoid."

If we can't stop carbon emissions altogether, then we need to counterbalance them by taking some CO ₂ back out of the atmosphere, says Haigh. This is necessary in order to achieve net-zero emissions, she says:

"To get to net-zero emissions, we need to have some of what are called "negative emissions" technologies, or things which will suck the CO ₂ out of the air to compensate for the ongoing release."

NETs take more CO ₂ out of the atmosphere than they put in. No one single technology can solve climate change, but many have been proposed that could contribute to reducing atmospheric CO ₂. Some consider the notion to be a form of geoengineering, and sometimes refer to it as "CDR" (carbon dioxide removal).

Carbon Brief takes a closer look - in alphabetic order - at 10 of the most frequently proposed NETs, which you can also see in the infographic at the top of the page...

Afforestation and reforestation

Afforestation means planting trees where there were previously none. Reforestation means restoring areas where the trees have been cut down or degraded. Because trees take up CO ₂ from the atmosphere as they grow, planting more trees means boosting how much CO ₂ forests absorb and store. As a method of removing CO 2 from the atmosphere, this is one of the most feasible options, although it still has drawbacks and uncertainties.

Reforestation is almost universally desirable in its own right, particularly if it means re-planting native trees, and is already widely recognised and used to tackle climate change. Many countries are already practising it, such as Brazil, which has pledged to restore 12m hectares of forest. The UN's Clean Development Mechanism provides a financial incentive for countries to increase their forest stocks.

Estimates suggest that afforestation and reforestation can sequester CO ₂ at a rate of 3.7 tonnes per hectare per year, and comes with an associated cost of $20-100 per tonne.

One potential obstacle to afforestation is land availability and suitability. This depends on a range of factors, including global population, diet, the efficiency and intensity of agriculture, and rising competition from bioenergy. Planting vast areas of forests could also cause complex changes in cloud cover, reflectivity, and the soil-water balance. All of these could also have an impact on the Earth's climate.

Biochar

Biochar is the name given to charcoal that is added to soils rather than burned as a fuel. The charcoal is produced by burning biomass, such as wood, crop wastes and manure, while cutting off the supply of oxygen. This process is known as pyrolysis.

The carbon in the resulting biochar is very slow to break down. This means the carbon it absorbed from the atmosphere while it was mere biomass is locked up for - potentially - hundreds or even thousands of years.

Making and using biochar can serve several purposes in addition to sequestering carbon. Adding it to soils can improve its fertility - acting as a for water and nutrients - and slow-release sponge boost crop yields The most famous example of this is the Terra Preta ("black earth") soils in Brazil, which get their name from the charcoal that Native Indians added to the otherwise poor quality soil over 2,500 years ago.

Other benefits include biochar being a convenient way of disposing of agricultural wastes, and producing heat and biofuels as by-products during pyrolysis. Biochar has also recently been mooted as a way of helping trees resist ash dieback.

A recent study found that biochar has the potential to sequester up to 4.8bn tonnes of CO ₂e per year. It has "fewer disadvantages than many negative emissions technologies," the paper says, with limited need for additional land and water. However, as adding biochar makes soil darker, it reduces its albedo, meaning the land will absorb more of the sun's energy and warm more rapidly. In addition, one study found that charcoal might not stay in soils as long as scientists think, and instead much of it dissolves and is washed into rivers, wetlands, and eventually the oceans.

The UK has its own Biochar Research Centre ( UKBRC) based at the University of Edinburgh, which was launched in 2009.

BECCS

Bioenergy with carbon capture and storage - more commonly known by the acronym BECCS - is widely viewed as the negative emissions technology offering the most promise of drawing significant quantities of CO ₂ out of the atmosphere at the lowest cost.

Put simply, BECCS achieves net negative emissions through sequestering underground the emissions resulting from the burning of biomass for power. Negative emissions are achieved because of a "double gain" with the biomass, as it grows, having already drawn CO ₂ out of the atmosphere before the CCS process begins at the power plant.

In the video below, Prof Mike Stephenson, director of science and technology at the British Geological Survey, explains how BECCS produces negative emissions.

Over the past decade, as climate scientists has attempted to present scenarios whereby the world manages to limit warming to below 2C, they have tended to include BECCS within their modelling assumptions. For example, in the latest Intergovernmental Panel on Climate Change assessment report published in 2014, 101 of the 116 scenarios that achieved a "likely" chance of staying below 2C relied on BECCS. And 67% of these scenarios said BECCS would represent at least 20% of the world's primary energy by 2100.

A recent suggests BECCS could be used to sequester around 12bn tonnes of CO ₂ e per year globally.

Despite a small handful of demonstration projects in the US, BECCS has yet to be proved at a commercially viable scale. Deploying BECCS at such an epic global scale also leaves many unanswered questions about the implications for land and water use. For example, would harvesting such vast quantities of bioenergy compete with food crops and biodiversity conservation? Also, opinions differ on whether there is enough capacity, and in the right locations, to store captured CO ₂ underground.

A commentary in Nature Climate Change published in 2014, authored by many scientists who have examined BECCS, urged caution:

"Its credibility as a climate change mitigation option is unproven and its widespread deployment in climate stabilisation scenarios might become a dangerous distraction."

'Blue carbon' habitat restoration

beds act as natural defences against climate change, capturing CO Salt marshes , mangroves, and ₂ from the atmosphere - even than terrestrial forests - and it in their leaves, stems and in the soil. Carbon stored in coastal or marine ecosystems is known as 'blue carbon' .

Globally, the destruction of of coastal and marine wetlands to make way for houses, ports and other commercial activity is shrinking the size of the 'blue carbon' sink. Exposed soils also CO of those produced annually from deforestation, though some large uncertainties still remain. ₂, turning coastal ecosystems from net absorbers of greenhouse gases to net sources. Carbon emissions from degraded mangroves, tidal marshes and seagrasses are thought to be equivalent to

Conserving and coastal ecosystems so that they can continue to draw CO ₂ out of the air has been as a way to climate change. Global to coordinate research and raise awareness about so called 'blue carbon' habitat restoration highlight the many benefits on top of reducing emissions, such as providing nursery grounds for wildlife and offering protection against coastal storms.

Building with biomass

Plant-based materials can be used in construction, storing carbon and preserving it for as long as the building remains standing. For example, timber and bamboo can be used for structural elements, hemp and wool for insulation, and hemp-lime for walling.

These materials provide an alternative to standard construction materials, including steel and concrete, which are typically carbon-intensive to produce. Natural materials have additional benefits, such as the ability to regulate moisture and absorb pollution.

Architects are starting to incorporate natural construction materials into their designs. In 2015, seven townhouses made of straw went on the market in Bristol, for instance. However, lack of investment, certification and expertise in the UK are currently obstacles to large-scale deployment.

Cloud or ocean treatment with alkali

When CO2 dissolves in water it makes carbonic acid, removing CO2 from the air. The reaction explains why rising CO2 levels are making the oceans more acidic.

CO2 is not very soluble in water, but the reaction can be enhanced by adding alkali. This provides the inspiration for two related ideas for creating negative CO2 emissions.

Two Russian scientists suggest adding strong alkali to clouds to create alkali rain that washes CO2 out of the atmosphere. A second paper says adding "an acoustic influence" could help trigger rainfall.

It suggests current global CO2 emissions could be offset by spraying 56m tonnes of potassium hydroxide into clouds across 0.4% of the Earth's surface. That's the area of Greenland.

The second idea would see large quantities of lime (calcium oxide) added to the ocean. The lime would be made by heating limestone (calcium carbonate), a well-known industrial process. Adding lime to the sea would increase its capacity to absorb CO ₂, while also part-offsetting ocean acidification.

The lime would need to be spread over a wide area to avoid saturating the water. At saturation, limestone would re-form, rendering the effort worse than pointless. One study estimates the costs at a relatively modest $72-159 per tonne of CO ₂ captured. However, the amount of limestone needed would be very large.

To remove a billion tonnes of CO ₂ from the atmosphere would require roughly 2.5bn tonnes of limestone. The current global coal mining industry produces around 8bn tonnes per year.

Adding alkali to clouds or oceans at such large scale is likely to be frowned on under international law. It would also have uncertain environmental impacts.

Direct air capture

Direct air capture, sometimes referred to as DAC, means sucking CO ₂ out of the air. It can then be buried underground or used in chemical processes to make anything from to .

There are several to capture CO ₂ from air. The most common approach is to pass air over a special liquid. CO ₂ sticks to this mixture while the rest of the air does not. The mixture is then recycled by releasing the CO ₂, using heat.

Direct capture devices are sometimes likened to . It is still an open question whether there would be enough capacity to store all the captured CO artificial trees . Unlike a real forest, they would need little land ₂ underground.

suggest direct air capture could sequester all the CO ₂ currently emitted each year. The to this are practical and financial.

The concentration of CO they will be able to capture CO for capture, storage and regeneration of the capture medium range from $400 to $1,000 per tonne of CO ₂ in air (0.04%) means it theoretically need many times more energy to capture than the CO ₂ from air for $25 a tonne. Other ₂. ₂ in a coal plant chimney, where the concentration is around 300 times higher. This would make direct capture costly. Some firms

Most of the energy needed by direct capture schemes is for separating the CO2 from the capture mixture, usually by heating. This energy could come from waste heat or evaporation, rather than electricity.

To give a sense of the amount of energy required, it can be compared to the electrical output of power stations. Capturing a billion tonnes of CO ₂ a year from air would need the energy equivalent of 16 gigawatts (GW) of power plants running 24/7, if the system was perfectly efficient . This is impossible.

Under more realistic assumptions , energy equivalent to the output of around 500GW of nuclear or 1,200GW of onshore wind would be needed. To put this in perspective, there is 345GW of and 432GW of capacity around the world today.

Enhanced ocean productivity

Just like land plants, marine plants absorb CO ₂ as they photosynthesise. Artificially increasing the rate at which tiny microscopic plants photosynthesise could, in theory, accelerate the removal of atmospheric CO ₂ and slow the pace of climate change.

One idea is to inject the nutrient iron into parts of the ocean where it is currently lacking, triggering a "bloom" of microscopic plants called phytoplankton. As CO ₂ is removed from the surface ocean, more can enter from the air above it. And when the plants die, they fall to the bottom of the ocean and lock carbon away in the sediment for hundreds or thousands of years.

Other studies suggest fertilising the ocean with nitrogen or pumping nutrient-rich, deep water into the nutrient-depleted surface ocean could do a similar job in terms of stimulating plant growth. As well as drawing down CO ₂, it's thought ocean fertilisation could increase the amount of dimethyl sulphide marine organisms release, altering the reflectivity of clouds and potentially slowing temperature rise that way, too.

In the clip below, Prof Richard Lampitt, marine biochemist at the National Oceanography Centre, Southampton, explains the theory behind ocean fertilisation to Carbon Brief:

While private companies and research organisations have carried out a number of trials, big questions remain about the huge scale of ocean fertilisation required, the cost, regulation under international law and the possible unintended consequences of interfering with the natural marine carbon cycle.

Enhanced weathering

Natural rock weathering absorbs around 3% of global fossil fuel emissions. The process begins with rain, which is usually slightly acidic having absorbed CO ₂ from the atmosphere on its journey to the ground. The acidic rain reacts with the rocks and soils it lands on, gradually breaking them down and forming bicarbonate in the process. Eventually, this bicarbonate washes into the oceans, where the carbon is locked up in the sea floor.

Enhanced weathering ramps up this process. Pulverising rocks bypasses the slow weathering action, and spreading the resulting powder on large areas of agricultural land makes use of microbes in the soil to speed up the chemical reactions. At the same time, adding minerals to the soil boosts nutrient levels in the soil, providing a benefit for crops. The powder can also be spread directly onto the ocean surface.

One of the by-products of this process is to make water more alkaline, thus enhanced weathering has an additional benefit of partially counteracting ocean acidification.

According to one paper, enhanced weathering could be used to sequester up to 3.7bn tonnes of CO ₂eq per year globally. Closer to home, another paper says the UK has "substantial" resources of rock that are suitable for enhanced weathering, and calculates that the UK could capture a total of 430bn tonnes of CO ₂ at a cost of between £15 and £361 per tonne.

Enhanced weathering is a research focus of the Oxford Geoengineering Programme, and the University of Sheffield recently announced plans for a new £10m Leverhulme Centre for Climate Change Mitigation to develop and test enhanced weathering techniques.

Soil carbon sequestration

Modern farming methods, such as intensive ploughing, crop burning and the application of industrial fertilisers, have led to huge amounts of carbon in the soil being oxidised when exposed to the air and entering the atmosphere as CO ₂.

Advocates of soil carbon sequestration propose that making some fairly simple changes to farming methods could reverse this process and return agricultural soils to being carbon sinks.

Since the start of the Industrial Revolution, scientists have estimated that converting natural ecosystems into farmland has released 50-100bn tonnes of carbon from the soil into the atmosphere. However, through measures such as grassland restoration and the creation of wetlands and ponds, large amounts of carbon in the atmosphere could be sequestered, even exceeding the earlier carbon that had been lost.

Earlier this year, scientists published a paper arguing that Brazil could increase its beef production at the same time as reducing emissions through the use of soil carbon sequestration.

As Carbon Brief explained at the time:

"Most pastures are planted with tropical grasses of the genus Brachiaria, which are very effective at absorbing CO ₂ from the atmosphere and storing it as organic carbon in its roots. Studies have shown that, when well managed, these grasslands can be used to sequester carbon in the soil. Higher demand for beef pushes farmers to get the most out of the grass on their pasture and boosts how much carbon it stores, the papers says, while low demand has the opposite effect."

One negative aspect of soil carbon sequestration is that scientists are still uncertain how soils will react to a warming world, particularly in areas where water supplies might be at risk.

Top infographic: Ten options for negative emissions. Credit: Rosamund Pearce for Carbon Brief.

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Explainer: 10 ways 'negative emissions' could slow climate change - Carbon Brief

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April 11. 2016. 8:42 The Paris Agreement, adopted at the COP21 climate talks in December, sets out a global aim to limit average global surface temperatures to "well below 2C" above pre-industrial levels. It adds that there should be "efforts" to limit it to 1.5C.

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Mittrach 2018

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Klimazauber „Climate Engineering"? - Ein Gruppenpuzzle zu Chancen und Risiken

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Carbon Dioxide Removal - prototype from Iceland

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Carbon Dioxide Removal - prototype from Iceland

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Quartz 2017

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An energy plant with negative CO2 emissions

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Geoengineering und die Vermessung globaler Risiken im Klimamodell (Geographische Rundschau)

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Geoengineering und die Vermessung globaler Risiken im Klimamodell (Geographische Rundschau)

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Wiertz 2014

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ClimeWorks 2017

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Engineering_com 2018

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Pros and Cons of Climate Engineering to Combat Climate Change

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Research into climate geoengineering proposals illuminates both potential benefits and significant downfalls.

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NewScientist 2012

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With time running out to cut emissions, take a look at the main technological planet-cooling methods proposed – and find out their pros and cons

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it works quickly and effectively

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Artikel und Videos der Heinrich-Böll-Stiftung

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Artikel und Videos der Heinrich-Böll-Stiftung

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Hier geht es zur gesamten Geoengineering-Karte

Diese interaktive Geoengineering-Karte, die von der ETC Group und der Heinrich-Böll-Stiftung erstellt wurde, beleuchtet den weltweiten Stand des Geoengineerings, indem sie den Umfang von Forschung und Experimenten zeigt. Es gibt keine vollständige Aufzeichnung von Wetter- und Klimakontrollprojekten, daher ist diese Karte notwendigerweise unvollständig.

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Hier geht es zur gesamten Geoengineering-Karte Diese interaktive Geoengineering-Karte, die von der ETC Group und der Heinrich-Böll-Stiftung erstellt wurde, beleuchtet den weltweiten Stand des Geoengineerings, indem sie den Umfang von Forschung und Experimenten zeigt. Es gibt keine vollständige Aufzeichnung von Wetter- und Klimakontrollprojekten, daher ist diese Karte notwendigerweise unvollständig.

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Was ist Geoengineering?

Geoengineering umfasst bewusste und zielgerichtete - meist in großem Maßstab durchgeführte - Eingriffe in das ⁠ Klimasystem ⁠ mit dem Ziel, die vom Menschen gemachte (anthropogene) Klimaerwärmung zu mildern (Royal Society 2009). Statt die Ursache - die anthropogenen Treibhausgasemissionen - des Klimawandels zu bekämpfen, könnte Geoengineering vielmehr nur die Auswirkungen beeinflussen und mindern. Solche Eingriffe werden meistens in zwei Gruppen eingeteilt:

1. Strahlungshaushalt beeinflussen (Solar Radiation Management - SRM)
Ziel solcher Ansätze ist es, die auf die Erde eintreffende Sonneneinstrahlung zu verringern und damit die globale Durchschnittstemperatur zu reduzieren. Dazu gehören Vorschläge wie die Installation von Spiegeln im Weltraum oder die Erhöhung der Rückstrahlung des Sonnenlichts (Albedo) durch die Aufhellung von Siedlungen (z.B. Weißen von Dächern). Der am häufigsten diskutierte Ansatz in der Literatur ist die Ausbringung von Gasen mit Schwebeteilchen (Aerosolen) in der Stratosphäre, um das Sonnenlicht zu streuen und damit eine geringere Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche zu bewirken.

2. Der ⁠Atmosphäre⁠ Kohlendioxid entziehen (Carbon Dioxide Removal - CDR)
Ziel dieser Ansätze ist es, die Konzentration des Treibhausgases CO₂ in der Atmosphäre zu verringern. Dies soll dadurch erreicht werden, dass das ausgestoßene CO₂ „zurückgeholt" und dem ⁠Kohlenstoffkreislauf⁠ möglichst dauerhaft (z.B. durch unterirdische Speicherung) entzogen wird (engl.: Carbon Dioxide Removal, CDR). Pflanzen entziehen der Atmosphäre Kohlendioxid (C0₂) während der ⁠Photosynthese⁠ und binden Kohlenstoff in ⁠Biomasse⁠. Jedoch wird CO₂ wieder freigesetzt, wenn die Biomasse zersetzt oder verbrannt wird. Einige CDR-Ansätze zielen darauf ab, diese natürlichen Prozesse zu nutzen. Beispiele dafür auf dem Land sind die großflächige Aufforstung oder die Verwendung von Bioenergie verknüpft mit Kohlendioxidabscheidung und -speicherung, auch BECCS genannt. Ein Beispiel im Meer ist die Ozeandüngung, mit der das Algenwachstum gefördert und so mehr CO₂ gebunden werden soll. Andere Ansätze versuchen mit Hilfe von Chemikalien und unter hohem Energieeinsatz, diese natürlichen Prozesse technisch nachzuahmen, z.B. durch direkte atmosphärische Kohlendioxidfilterung, -abscheidung und -speicherung (DACCS). Andere Methoden setzen an chemischen Reaktionen zwischen Atmosphäre und Gesteinen an (Verstärkte Verwitterung -„Enhanced Weathering").

Wirksamer Klimaschutz oder Größenwahn?

Das ⁠ UBA⁠ hat 2011 eine systematische Analyse der Geoengineering Ansätze veröffentlicht. In Geo-Engineering - wirksamer Klimaschutz oder Größenwahn? betrachtet das UBA Geoengineering aus Sicht des Vorsorgeprinzips. Danach ist von der Anwendung von Geoengineerings abzuraten, weil alle Ansätze potenzielle Nutzungskonflikte von Ressourcen mit sich bringen und mögliche unvorhersehbare globale Risiken bergen. Weiterhin sind die meisten potenziellen Ansätze entweder in einem sehr niedrigen Entwicklungsstadium oder nur theoretische Gedankenspiele, so dass sie für die jetzt notwendigen Maßnahmen zur Begrenzung der Erderwärmung gar nicht zur Verfügung stehen.

Geoengineering-Maßnahmen erscheinen attraktiv, weil eine technische Lösung des Klimaproblems scheinbar ein „Weiter so" ermöglicht und internationale Verhandlungen sowie Anstrengungen zur Emissionsvermeidung weniger dringlich macht. Die Anwendung von Geoengineering-Maßnahmen könnte aber zu einem Paradigmenwechsel in dreifacher Hinsicht führen, den das Umweltbundesamt im Grundsatz ablehnt. Erstens zu der Annahme, der Mensch wäre in der Lage, globale Umweltprozesse zu verstehen und zu steuern, zweitens zu der Einschätzung, Geoengineering könnte Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen ersetzen und drittens zu dem Kurswechsel, grundsätzliche Konzepte des Umweltvölkerrechts, wie die Minderung des Schadstoffeintrags in die Umwelt, über Bord zu werfen.

Die bisherige Einigkeit, dass ⁠ Treibhausgas ⁠-Minderungsmaßnahmen in erheblichem Ausmaß erforderlich sind, könnte in Frage gestellt werden. Es besteht die Gefahr, dass die Bekämpfung der Ursachen, also der zu hohe Treibhausgasausstoß, vernachlässigt wird, weil vermeintliche „Rettungsschirme" zur Verfügung stehen. Es besteht die Gefahr, dass die Menschheit sowohl mit den Folgen eines gefährlichen Klimawandels als auch zusätzlich mit den negativen Nebenwirkungen des Geoengineering konfrontiert wird.

Die Notwendigkeit globaler Regulierung von Geoengineering

Weil Geoengineering-Maßnahmen eines Staates globale Auswirkungen haben könnten, ist eine globale Regulierung notwendig. Selbst bereits Feldforschungsaktivitäten können negative Auswirkungen haben, z.B. durch große Feldversuche in der ⁠ Atmosphäre ⁠. Bisher wurden keine Geoengineering-Maßnahmen ergriffen. Jedoch forschen viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler theoretisch an solchen Ansätzen, z.B. durch Modellierung oder Laborforschung. Einige CDR-Technologien werden bereits kleinflächig getestet, z.B. DACCS und BECCS. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler planen erste Feldforschung zu SRM-Maßnahmen in Nordamerika. Dies zeigt, dass eine globale Regulierung kein Zukunftsthema sondern bereits heute notwendig ist.

Die Düngung von Ozeanen, um CO ₂-bindende Algen zu fördern, ist bisher die einzige Geoengineering-Maßnahme, für die es eine völkerrechtlich verbindliche Kontrolle gibt. Dem Vorsorgeprinzip folgend sollten jedoch alle Geoengineering-Handlungen mit grenzüberschreitenden Risiken international verboten werden. Zum Beispiel das Ausbringen von Schwefelverbindungen in der Stratosphäre, um Sonnenlicht von der Erde abzuhalten. Nur für Forschungszwecke sollten Ausnahmen genehmigt werden können.

Umfassender globaler Kontrollmechanismus unter der Biodiversitätskonvention?

Das Übereinkommen über die biologische Vielfalt könnte den Rahmen für den Informationsaustausch und das Entwickeln von Leitlinien für die globale Kontrolle von Geoengineering bieten. Unter dem Dach des Übereinkommens für biologische Vielfalt haben sich im Jahr 2010 zumindest auf vorläufiger Basis 196 Staaten zu einem solchen Verbot von Geoengineering bekannt. Bestimmte Formen der Kohlenstoffspeicherung sind aber nicht erfasst. Dieses Verbot haben die Vertragsstaaten 2016 nochmals bekräftigt. Zu diesem sogenannten „De-Facto-Moratorium" hat das Umweltbundesamt ein Fact Sheet erstellt.

Geoengineering in Meeren: Regelung unter dem Londoner Protokoll

Eine viel diskutierte Methode ist die Meeresdüngung. Die Idee: Durch Zugabe großer Mengen von Eisenverbindungen in das Meerwasser wird eine großflächige Algenblüte erzeugt. Das in den Algen gebundene CO ₂ sinkt nach deren Absterben auf den Meeresboden ab. Theoretische Annahmen über das Potenzial der Ozeandüngung für die Speicherung von CO ₂ konnten bislang in Experimenten nicht bestätigt werden. Hinzu kommen erhebliche Risiken, wie der Eintrag zusätzlicher Schadstoffe in die Meere.
Im Jahr 2013 haben sich 43 Staaten auf eine verbindliche internationale Regelung geeinigt. Hierin ist ein Verbot kommerzieller Forschungsversuche vorgesehen. Mehr dazu im Themenartikel „ Klimawandel der Meere ".

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Geoengineering umfasst bewusste und zielgerichtete - meist in großem Maßstab durchgeführte - Eingriffe in das ⁠ Klimasystem ⁠ mit dem Ziel, die vom Menschen gemachte (anthropogene) Klimaerwärmung zu mildern (Royal Society 2009). Statt die Ursache - die anthropogenen Treibhausgasemissionen - des Klimawandels zu bekämpfen, könnte Geoengineering vielmehr nur die Auswirkungen beeinflussen und mindern.

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Man kann das wissenschaftlich konkretisieren, und zwar exakt in den Bereichen, die Merkel in ihrer Greta-Kritik ansprach, dem Energiebereich und Energieeinsparbereich. Denn wie es der Teufel Zufall will, hat just vor einem Jahr ein Wissenschaftlerteam des Imperial College London genau das untersucht: Wie lange hat es bisher gedauert, bis sich neue, maßgebliche Arten der Energieerzeugung und neue, energieverbrauchende Produkte (mit denen Energie gespart werden könnte) etabliert haben.

Ihre Antwort dürfte sogar Merkel als Königin der Nüchternheit noch einmal ernüchtern. Denn im Schnitt dauert es ab Erfindung 43 Jahre , bis eine neue Energieerzeugung im Markt angekommen ist. Und 27 Jahre, bis sich neue (eventuell sparsamere) Produktkategorien durchsetzen können. Ups.

Warten auf ein Wunder

Es gibt eine Reihe von Gesetzmäßigkeiten, was die Erfindung und Verbreitung von neuen Technologien angeht. Nicht nur, dass die Dauer regelmäßig unterschätzt wird - solche Einführungen gelingen praktisch nie so geschmeidig, wie man es sich vorstellt. Für ein zeitgenössisches Beispiel schaue man sich die Debatte um die neue 5G-Funk-Datenübertragung an.

Neulich wurde ich bei einer Diskussion über Technologie in Darmstadt wütend beschimpft, weil ich gewagt hatte zu erklären, dass die stehenden Wellen der Schumann-Resonanzfrequenz eventuell gar nicht so lebensgefährlich sind, wie von Erdresonanz-Esoterikern behauptet. Ich wünsche Angela Merkel mit solchen Leuten viel Glück bei der Einführung von, sagen wir, einem neuen Kalten Fusionsreaktor in Kühlschrankgröße, der mit Schwerem Wasser funktioniert, in jeden Keller eingebaut werden soll und das Energieproblem für 30.000 Jahre emissionsfrei lösen könnte.

Die Technikgläubigkeit der Greta-Skeptiker ist natürlich kein euphorisch-positiver Technikglaube, wie er etwa Anfang des Jahrtausends bei Internetoptimisten (auch bei mir) zu finden war. Es handelt sich eher um eine Abwehrreaktion, die mit dem Joker Technologie operiert. Diese Klimatechnologiegläubigkeit hat auf verquere Weise letztlich nichts mit Technologie zu tun, das ist nur eine Chiffre, die auch lauten könnte: Wir warten auf ein Wunder Gottes, die Ankunft von Godot oder die Entdeckung von CO2-fressenden Einhörnern.

Denn dahinter steht der schlichte wie technologieferne Wunsch, die anstrengende Veränderung noch ein wenig herauszuzögern. Es ist nichts anderes als die Essenz des konservativen Charakters, noch die kleinste Chance zu ergreifen, um dem Wandel so wenig Raum wie möglich zu geben. Bis es nicht mehr anders geht. Das ist, wie man selbst als progressiv orientierte Person zugeben wird müssen, in der Geschichte ärgerlich oft richtig gewesen. Aber eben nicht immer.

Anmerkung des Autors: In dieser Kolumne stand zunächst, dass die Ziele von Paris "nicht gerade überambitioniert" gewesen seien. Auch wenn es Leute gibt, die das so behaupten mögen, ist es nach einer Kritik und Absprache mit klimawissenschaftlich geschulten Personen präziser, die in Paris beschlossenen Maßnahmen als "nicht gerade überambitioniert" zu bezeichnen. Dementsprechend wurde der Text geändert.

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Technik gegen Klimawandel: Die Greta-Skeptiker hoffen auf die Zaubermaschine

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Man kann das wissenschaftlich konkretisieren, und zwar exakt in den Bereichen, die Merkel in ihrer Greta-Kritik ansprach, dem Energiebereich und Energieeinsparbereich. Denn wie es der Teufel Zufall will, hat just vor einem Jahr ein Wissenschaftlerteam des Imperial College London genau das untersucht: Wie lange hat es bisher gedauert, bis sich neue, maßgebliche Arten der Energieerzeugung und neue, energieverbrauchende Produkte (mit denen Energie gespart werden könnte) etabliert haben.

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Spiegel-Artikel zum Thema Geoengineering

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Deutschlands führende Nachrichtenseite. Alles Wichtige aus Politik, Wirtschaft, Sport, Kultur, Wissenschaft, Technik und mehr.

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Source

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Once we start the process we cannot stop anymore lest the suppressed warming

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Owe trying it out for future generations

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It could be the most effective way to change/reverse the climate change

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Reduces the actual harm that ppl. have to face

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Comforts society too much so that they will stick to a business as usual plan

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It would outway the cost if 'we' don't do anything

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Do we understand all of its Side effects?

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Could increase political tensions

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Wippe ausgeglichen an Menge der Argumente

Quizlet Überarbeitung

Längere Research

Argumente ausbauen

Lenken der material auswahl (runterbrechen)

Partikel in der Luft? Konkretisierung

Mitigation einschieben? Zu Anfang Mitigation und adaptation ausführlicher

Meinung vorher anfragen?

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Artikel sortieren und neue aktualisierte Materialien finden

Argumentationsformate mitbringen?

Timetable für Anwesenheit erstellen

Mentimeter Wordcloud prüfen

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Produkt?
Projektion der Ergebnis-Wippen?

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Geo-Engineering - hilft Technik gegen den Klimawandel?

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Mit Kampfjets könnten wir beispielsweise Schwefeldioxid in die Atmosphäre injizieren; die Erde würde dadurch spürbar kälter werden. Aber wie hoch sind die Risiken? In Folge 10 der "Weltwunderkugel" prüfen wir zusammen mit Klimaforscher Markus Rex verschiedene technische Ansätze, am Temperaturregler der Erde zu drehen, und stellen Pilotprojekte des Unternehmens "Climeworks" vor.

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Geoengineering - effective climate protection or megalomania?

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Geoengineering - effective climate protection or megalomania?

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Should scientists artificially cool the planet to stave off climate catastrophe? Here's everything you need to know:

What is geoengineering?
Some climate scientists are coming to believe it's humanity's only hope for slowing or stopping disastrous changes in the climate. As runaway carbon dioxide emissions contribute to melting ice caps, widespread flooding, prolonged heat waves and droughts, apocalyptic wildfires, and devastating hurricanes, researchers are exploring planetary-scale interventions in Earth's natural systems as a way of counteracting climate change. Geoengineering has been debated since the 1960s, when U.S. scientists suggested floating billions of white, golf ball-like objects in the oceans to reflect sunlight. Interfering in natural processes was widely considered naïve and dangerous until recently, but as the window to curb global warming shrinks, proposals to reflect sunlight, shade Earth's surface, accelerate carbon absorption in the oceans, and remove CO2 from the air are being taken more seriously. In October, SilverLining, a nonprofit, gave $3 million toward climate-engineering research. "I liken geoengineering to chemotherapy," said Michael Gerrard, a professor of environmental and climate law at Columbia University. "If all else is failing, you try it."

What are the most plausible proposals?
SilverLining's grant recipients are researching whether humans can blast sunlight-reflecting aerosol particles into the stratosphere, mimicking the cooling effect of volcanic ash clouds. In 1991, Mount Pinatubo in the Philippines erupted, spewing sulphate particles into the atmosphere that caused global temperatures to drop 0.6 degrees Celsius over the next two years. Solar-radiation management would involve sending fleets of airplanes up about 65,000 feet, where they'd spray sulfate aerosols into the upper atmosphere, or perhaps even diamond dust. A research team at Harvard University projects that if high-altitude tankers had the capacity to make 60,000 particle dumps by 2035, it would shave off 0.3 degrees Celsius of warming.

What else is being explored?
Another idea is to pump salt water from oceans into the air, forming water droplets that would make marine clouds brighter and thus more reflective. Australia is funding research, hoping enhanced clouds could cool water temperatures enough to save the already damaged Great Barrier Reef. Cambridge University researchers are studying whether ships can pump salt particles into low-lying polar clouds to help refreeze polar ice caps. Other researchers wonder whether seeding oceans with iron could stimulate the growth of marine algae, which soaks up CO2 from the air. For now, solar-radiation management is thought to be scientifically the sturdiest candidate. "We know with 100 percent certainty that we can cool the planet," said Dr. Douglas MacMartin, a Cornell University engineer.

So why not do it now?
Meddling with Mother Nature is risky. Earth's weather systems are interconnected in extremely complex ways, which is why climate change is believed to impact everything from how long hurricanes linger over coastlines to how fast wildfires accelerate. Tinkering with one aspect of weather could have dangerous, unforeseen ripple effects: Two years ago, Nature called geoengineering "outlandish and unsettling." Could blocking sunlight, for example, impact the Asian monsoon, which 2 billion people depend on for food crops, or alter the oceans' acidity? For geoengineering to be politically feasible, scientists would have to convince ordinary people that it's worth the calculated risk. Last year, Harvard sought to send a balloon into the stratosphere over Tucson in order to release small amounts of calcium carbonate (chalk) to test whether the reflective particles could block some sunlight, but public outcry forced the experiment to be postponed.

Is safety the only concern?
No. Some climate activists argue that geoengineering serves as a get-out-of-jail-free panacea that would allow carbon-emitting corporations to conduct business as usual. They argue that no technological breakthrough would eliminate the long-term need to abandon fossil fuels. Raymond Pierrehumbert, a Nobel Prize-winning professor at Oxford University, compares relying on geoengineering without cutting emissions to "jumping off the Washington Monument and hoping somebody invents anti-gravity before you hit the ground."

Where do most scientists stand?
The global failure to make major emissions cuts is causing many experts to reconsider geoengineering. Compared with the massive financial consequences of global warming, the estimated $2 billion annual price tag to develop solar engineering over 15 years is quite inexpensive. In March, an Australian team conducted one of the world's first geoengineering trials, using 100 nozzles to enhance existing clouds by blasting salt water into the air. In theory, it would take about 1,000 nozzles to save the entire Great Barrier Reef from dying off. "People are right to fear overreliance on techno-fixes," says Harvard professor David Keith. "But there's another nightmare: We realize in hindsight that early use of geoengineering could have saved millions of lives lost in heat waves and helped preserve some of the natural world."

Sucking carbon out of the air
The United Nations' Intergovernmental Panel on Climate Change says the world must remove 1 trillion tons of carbon by 2100 to have any hope of avoiding more than 1.5 degrees Celsius of global warming. A proposed solution, carbon capture, takes two forms: removing CO2 directly from the emissions of power plants and other industrial facilities or scrubbing it from the atmosphere. At least 19 large-scale projects worldwide are working to capture CO2 from smokestacks at coal or natural gas plants; such a system was created in 2017 at a Texas coal plant but shut down this May because it captured just 17 percent of emissions, not the targeted 33 percent. The more ambitious plan for carbon capture involves installing pipes to suck carbon from the sky, then store it deep underground. Several companies have developed technology to do just that, but the process remains very expensive. Stripe, a startup company, enables companies and individuals to contribute money to fund carbon removal, as a means of getting the technology off the ground. "This is a hardware problem; it's an infrastructure problem; it's a science problem," Nan Ransohoff, the head of Stripe Climate, told The Atlantic. "It takes a long time to develop carbon removal. This is not Snapchat."

This article was first published in the latest issue of The Week magazine. If you want to read more like it, you can try six risk-free issues of the magazine here.

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Should scientists artificially cool the planet to stave off climate catastrophe?

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Should scientists artificially cool the planet to stave off climate catastrophe? Here's everything you need to know: What is geoengineering? Some climate scientists are coming to believe it's humanity's only hope for slowing or stopping disastrous changes in the climate.

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WebsEdge Science

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SCoPEx, Harvard University - New Frontiers in Climate Change Research

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NOVA PBS Official

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Can Geoengineering “Undo” Climate Change? I NOVA I PBS