科学者たちは太陽光を遮ることで地球を冷やすことができると言っている。これは本当ですか？

深刻化する温室効果ガスの影響で地球の平均気温が上昇し続け、地球の気候の自己調節システムが損なわれ、さまざまな災害が頻発し、人類の生存がますます危険にさらされていることは、疑いのない事実となっています。

科学的なモデル化によれば、平均気温の 3 度の上昇が閾値となります。この臨界点に達すると、地球の気候バランスシステムは完全に崩壊し、制御不能かつ不可逆的になり、極度の災害がますます深刻になり、氷床が溶け、海面が上昇し、大量絶滅は避けられなくなります。人間が逃げるのは困難だろう。

研究によれば、過去100年間で気温は1度上昇しており、気温上昇は加速し、限界に近づいている。人類は、自らと生態系全体を救うために、気温上昇の速度を止めようとしています。世界中の国々がいわゆる「パリ協定」に署名しており、その主な中核となる考え方は、世界的な協力と共同の努力を通じて今世紀末までに気温上昇を1.5度以内に抑えることです。

ではなぜ気温が上昇しているのでしょうか、そしてどうすればそれを抑制できるのでしょうか?

気温上昇の主な原因は、大気中の温室効果ガスの増加です。温室効果ガスと呼ばれるものは、主に水蒸気（H₂O）、二酸化炭素（CO₂）、亜酸化窒素（N₂O）、フロン、メタン（CH₄）などです。その中でも二酸化炭素は温室効果ガスの重量の50％を占め、地球温暖化の主な原因となっています。

人間の活動が二酸化炭素排出の主な発生源です。近代工業化以降、人間による化学燃料の燃焼の増加により二酸化炭素排出量が増加しています。科学的研究によれば、人類社会の工業化以降、大気中の二酸化炭素濃度は上昇し続けており、特に過去100年間で増加率はますます速くなっています。

調査統計によれば、産業革命前の1万年間、大気中の二酸化炭素濃度は280 ppm前後と比較的安定したレベルに留まっていました。 1950年以降、年間増加率は0.7ppmに達し、2005年から2014年までは年間増加率は約2.1ppm/年に達しました。

2020年には、大気中の二酸化炭素濃度が412.48 ppmに達したことが観測されました。これは、二酸化炭素の割合が全大気の4/10,000以上に達したことを意味し、工業化前と比較して47％増加しています。

二酸化炭素は空気よりも密度が高く、まるで私たちを覆う大きなガラスのカバーのように、大気の底に沈んでいきます。このガラスカバーはとても特別です。太陽光の放射エネルギーは取り込めますが、反射は阻止されるため、地球の熱のバランスが崩れます。それが蓄積されていくにつれて、温室効果がますます顕著になり、地球温暖化が進行していきます。

温室効果の問題を解決するには2つの方法があります。 1つは温室効果ガスの排出を削減することであり、もう1つは太陽放射を削減することです。 「パリ協定」は、世界的な省エネと排出削減を実現するために国連が主導し、各国が署名した協定です。その目的は、各国間の相互監視と抑制を通じて、カーボンニュートラルという究極の目標を達成することです。いわゆるカーボンニュートラルとは、植林などのさまざまな手段を通じて、温室効果ガス排出の悪影響を完全に相殺し、排出ゼロを達成することです。

これは現在、人類が気候変動の災害に対処するための主流の対策であり、継続的な努力を必要とする長いプロセスでもあります。目標を達成するには、人々の生産と生活習慣を変える必要があります。言うのは簡単ですが、行うのは難しいです。

これ以外に方法はあるでしょうか？科学者の中には、太陽放射を遮断できれば地球はより早く冷却できると示唆する者もいる。ちょうど、炎天下で明るい太陽の光を浴びているときに、突然大きな木が現れ、その木陰に素早く隠れると、気温が急速に下がるのと同じです。

太陽光を遮断して冷却効果を得るにはどうすればよいでしょうか?

実は、ここで太陽光を遮るというのは、太陽光をすべて遮断するという意味ではなく、太陽光を暗くするという意味です。このアイデアは、15年前に論文で成層圏エアロゾル注入のアイデアを提案したノーベル賞受賞者のポール・クルッツェン氏によって初めて提案されました。彼は、エアロゾルを通して太陽光を反射し、太陽を暗くすることで、地球を冷却するという目的を達成できると信じていました。

このアイデアは、地球に対する火山噴火の冷却効果から生まれました。科学的研究により、歴史上、大氷河期と小氷河期が数多く存在したことがわかっています。これらは、気温の低下による厳しい寒さと大規模な氷河活動によって引き起こされました。いくつかの天文現象に加えて、その引き金となった原因は火山の噴火と密接に関係していた。

火山の噴火により、大量の火山灰が数十キロメートル上空、成層圏まで噴き上がり、広範囲に広がり、地球全体を覆うこともあるからです。これらの小さな粒子は太陽光を反射し、地球の表面に到達する太陽​​放射を減少させるため、表面温度が急激に低下し、氷河期の出現につながります。

2009年、科学チームは、1275年から1300年の間に熱帯地域で4回の大規模な火山噴火が発生し、それが地球の平均気温の低下につながったことを発見しました。 1430年から1450年の間には、当時の寒冷化と15世紀から17世紀にかけて起こった小氷期に対応する大規模な火山噴火も発生しました。

最も最近の大規模な火山噴火はフィリピンのピナツボ山の噴火であり、大気中の海抜10～50キロメートルに及ぶ成層圏に約2,000万トンの二酸化硫黄が放出された。これらの煙霧粒子は地球を約0.5℃冷却し、18か月で地球の平均気温を蒸気機関時代の到来前のレベルに回復しました。

これは、科学界がかつて予測した「核の冬」の背後にある原理と同じです。世界で核戦争が勃発すると、核爆発によって巻き上げられた塵が大気圏の空と太陽を覆い、地球は日光不足となり、寒い核の冬を迎えます。光合成が不足して植物は死に、動物の食物連鎖は崩壊し、大規模な種が絶滅するでしょう。

科学者たちは、これらのアイデアに触発されて、人工的に火山の噴火をシミュレートし、特定の物質のエアロゾルを大気中に噴霧すれば、日光を弱めて地球を冷却し、温室効果ガスによる地球温暖化に対抗できるのではないかと想像した。

それはそんなに簡単なのでしょうか？この場合、なぜ遠くへ行くのでしょうか?現在、世界中で「将来を憂う」人々が、今世紀末までに気温上昇を1.5度以下に抑えるにはどうしたらよいかと頭を悩ませています。大気中に「コショウ」を少し振りかけるだけで問題が解決できるのであれば、なぜそうしないのでしょうか?

その結果、一部の科学者は、この「コショウ粉」がどの程度の効果を持つのかを実験を通じて確かめようと熱心に取り組んでいます。 2014年、米国ハーバード大学の科学チームが「太陽地理工学プロジェクト」というアイデアを提案し、「太陽を暗くする」というアイデアの実現に着手するために「成層圏制御摂動実験」（SCoPEx）と呼ばれるスタジオを設立した。

「日よけプロジェクト」の実施は容易ではなく、反対者も多い。

大気中に「コショウ」をまぶすべきかどうかについては10年以上にわたって議論が続いており、いまだに勝者は出ていない。一部の環境保護論者は、このような無謀な活動は大気に予期せぬ結果をもたらし、人類に災害を引き起こす可能性があると考えています。一方、この方法は効果的だが、制御不能でありリスクが大きすぎると考える人もいます。

アメリカの気象学者、マーケル・E・マン氏はこのアプローチを鎮痛剤に例え、有害な依存症を引き起こす可能性があると主張し、世界が太陽光を暗くする粒子を注入し始めると、止められなくなるかもしれないとしている。

ボストンのノースイースタン大学公共政策・都市問題学部の学部長ジェニー・C・スティーブンス氏は、太陽光地理工学は気候危機に対する非常に狭い見方であり、世界中のさまざまな人々がどのような影響を受けるかなど、他の事柄を考慮せずに物理的な温度と物理的なシステムのみを考慮していると述べた。

反対派は多く、彼らの言葉は「正しい」が、ただでたらめを言うだけでは地球温暖化の問題を解決できない。もちろん、炭素排出量を削減することで地球の放射を均衡させることが最善の方法ですが、この方法は効果が出るまでに非常に時間がかかり、地球全体の運用が難しく、効果もほとんどありません。

世界中の多くの国々は常に混乱状態にあり、争いが止むことがなかったため、炭素排出量を削減するプロセスは困難を極めていました。人類を救うための「パリ協定」のような合意であっても、各国は独自の計算をしています。交渉の場では、彼らは皆、自分たちはもっと多く割り当てたい、他の人はもっと少なく割り当てたいと「正義」を主張し、自分たちの利益となると言葉と身体の両方で攻撃を仕掛ける。

そのため、科学者たちは、今世紀末までに気温制御の目標を達成できる見込みは非常に低いと考えています。温度が臨界点を超えると、地球の自己調節システムが制御不能になり、壊滅的な大災害が発生し、人類は絶滅の危機に瀕し、無力になります。そんな高尚な空虚な言葉に何の役に立つというのか？

そのため、多くの科学者がまだそれを試してみたいと思っています。二つの悪のうち、よりましな方を選択しなければならない日が来たら、この方法を使わざるを得なくなるだろう。もちろん、科学者は私たちよりも、無謀な行動はできないことをよく知っています。大気中に噴霧されるエアロゾルの作用メカニズムを理解し、噴霧するのに最適な物質、正確な噴霧量、噴霧高度、噴霧範囲を調査し、最終的な効果と起こり得る結果をシミュレートするために、コンピューターサイエンスモデルを作成する必要があります。

これらすべてを理解した上で、小規模な実験から始めて、徐々に実用化へと進めていくことができます。

最終的には「日陰を作る」ことで地球を冷やすことが可能になるのでしょうか？

太陽光地理工学プロジェクトに関する論文の共著者であり、ハーバード大学の成層圏制御摂動実験の学術ディレクターでもあるキース氏は、このプロジェクトの推進に尽力し、ビル・ゲイツ氏、ウィリアム・アンド・フローラ・ヒューレット財団、その他の慈善団体を主なスポンサーとして、1,620万ドルの資金を調達した。

現在、ハーバード大学のソーラーエンジニアリングプロジェクトは、この種の研究の世界的最前線に立っています。彼らはコンピューターサイエンスのモデリングの完成を主導し、プロジェクトを研究室から成層圏実験へと移行し、大気圏に突入して実際の散布テストを実施する準備を始めています。このプロジェクトの第1段階は300万ドルの費用がかかる予定で、米国南西部で2回の操縦可能な気球飛行試験が行われ、生命が存在しない高度20キロメートルの成層圏まで飛行する。

20キロメートルの空中プラットフォームのテストを完了した後、実験は次の段階に進み、マイクロレンズのように太陽光を宇宙に反射する微細な炭酸カルシウムエアロゾル粒子を噴霧する装置が追加される。最初に放出された炭酸カルシウムの量はわずか約1キログラムで、測定可能な冷却を引き起こすには不十分でした。

もちろん、試験条件が成熟するにつれて、放出量と放出範囲は拡大し、最終的には地域、さらには世界を冷却するという目標が達成されるでしょう。

実験は当初2019年に開始される予定だったが、その後2021年初頭に延期された。スウェーデン北部のエスレンジ宇宙センターで実施される予定だったが、環境保護団体や地元団体の強い反対により中止された。ハーバード大学の科学者チームは落胆することなく、実験を継続するための準備と努力を続けている。

キースは、現在の使命は太陽光地理工学が実現可能かどうかをテストすることではなく、このプロジェクトの科学的レベルを向上させることだと考えています。研究者はさまざまな実験を通じて、オゾン層の破壊、大気汚染の増加、気象パターンの変化などの潜在的な副作用を評価することができます。重要な社会的問題は、地球温暖化の極端な影響を回避することがリスクを負う価値があるかどうかである。

「我々はリスクのない選択に直面しているわけではない。問題はリスクをどう評価するかだ」とキース氏は語った。したがって、この計画が最終的に実行可能かどうかは、2 つの悪のうちよりましな方を選択するかどうかにかかっています。人類が絶滅の大惨事に直面したとき、たとえ多少のリスクを負っても救助活動を行わなければなりません。

ハーバード大学のSCoPEx実験責任者フランク・コイチ氏は、地球温暖化の傾向が続けば世界は破滅に向かうだろうとし、最も恐ろしい結果を避けるための手段を準備することが最善の方法だと語った。未知数が多いプロジェクトだからこそ実験が必要だと考えており、2022年に熱気球打ち上げのミッションを遂行したいとしている。

彼はこう語った。「この研究には長い時間がかかり、人々がそれを必要とするまで始めなければ、手遅れになってしまうだろう。」

人類は事前に計画を立てることによってのみ前進できるという彼の意見に私は同意します。もう8月ですが、SCoPExの気球テストについてはまだニュースがありません。このステップは今年中に成功できるでしょうか?待って見てみましょう。では、太陽の光を弱めて地球を冷やすというこの方法についてどう思いますか?議論やコメントを歓迎します。

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