太陽地球工学（ソーラージオエンジニアリング）利用に関する詳細報告

太陽地球工学の展開決定を支援するロードマップ

サンフランシスコに拠点を置く非営利団体が、太陽地球工学（ソーラー・ジオエンジニアリング）の利用に関する情報に基づいた意思決定に必要とされる実験、研究、インフラの詳細なロードマップを発表したと、『MIT Technology Review』は明らかにします。

科学者たちは、半世紀にわたり、火山噴火の冷却効果を模倣して、成層圏に反射性粒子を放出することで気候変動に対抗する可能性を探求してきました。

しかし、成層エアロゾル注入（SAI）として知られるこの概念に関する数百もの研究を経てもなお、その効果がどの程度あるのか、他にどのような影響があるのかについての科学的理解には大きなギャップが残っており、その不確実性を解消するための体系的な計画はありませんでした。

太陽地球工学の研究に資金提供している研究機関であるReflectiveは、本日、そのSAI研究ロードマップを公開することで、このギャップを埋めようとしています。

「私たちの使命は、意味のある時間内に情報に基づいた意思決定に必要なデータとツールを世界に提供することです」と、同団体の共同創設者兼最高経営責任者（CEO）であるダコタ・グルエナー氏は述べています。「私たちは、世界が、私たちの研究システムが対応できるよりもはるかに短いタイムラインで、非常に重大な決定を下す必要があるかもしれないと感じています。」

この取り組みが科学的な努力を導き、慈善団体や政府機関が高優先度の研究に資金を提供し、「責任ある形で研究を加速する」ことを奨励する希望があるとグルエナー氏は述べています。

報告書によると、すべての作業が連携して行われた場合、約10年かかり、費用は約3億7000万ドルになると推定されています。もし連携が取られなければ、約20年かかり、約14億ドルが必要になるとのことです。

グルエナー氏は、Reflectiveがこの形態の太陽地球工学の使用を推奨しているわけではないことを強調していますが、報告書は、成層圏に徐々に大量の二酸化硫黄（またはそれに変換される物質）を放出し、何が起こるかを観察するための屋外実験の実施を支持しています。

これは論争を呼ぶ立場です。2002年以来、数百人の学者が屋外実験の禁止と「国際的な不使用協定」を求める公開書簡に署名しており、そのような強力な技術は、世界的に公平な方法で管理することは決してできないと主張しています。また、一部の署名者は、より多くの研究では、太陽地球工学を使用することに関する最大の疑問の一つ、すなわち「誰がそれを行う権利を持つのか」という問いに答えることは決してできないと主張しています。

「私の見解では、第一段階の質問は技術的なものではありません」と、不使用イニシアチブの共同発起人でオランダのワーゲニンゲン大学の地球環境ガバナンス教授であるアーティ・グプタ氏は、最近のステージ上でのインタビューで私に語りました。

「核心的な質問は、地球を変える可能性のある成層エアロゾル注入のような技術を誰が管理するのかということです。誰がそれを開発し、誰がそれを展開し、どのような目的で展開するのか？どのような目的のために、誰の目的のために？これらの質問は非常に根本的です。なぜなら、この地球を変える技術には勝者と敗者が存在するからです。」

「意味のある時間内に」

グルエナー氏が2023年後半にReflectiveを設立して以来、この非営利団体は太陽地球工学研究において急速に重要なプレーヤーとなりました。同団体は現在、著名な慈善団体や個人から2000万ドル以上を調達し、数十の研究グループに約400万ドルを提供しています。Reflectiveはまた、オープンソースの太陽地球工学シミュレーターの開発や、共同研究のためのオンラインハブなど、研究を促進するための独自のプロジェクトもいくつか手がけています。

今年初め、ReflectiveはSAIの不確実性データベースを公開しました。これは、小規模な太陽地球工学の取り組みが進む前に解決する必要がある科学的な未知数と工学的な障害の長いリストを特定したものです。（私は以前の記事で、特定のシナリオと未知数について書きました。）

最も大きな不確実性の中には、どのガスや粒子が最も適切か、そしてそれらが成層圏に放出された後に何が起こるかという問題が含まれます。例えば、それらが反射率を最大化するように広がるのか、それとも凝集して地球の最も低い大気層である対流圏にすぐに落下するのかは明らかではありません。

ロードマップは、このデータベースを基盤とし、これらの質問のほとんどに対処するための道筋を強調しています。

ロードマップ

Reflectiveのロードマップの初期段階は「基盤知識」と名付けられており、異なる地域、生態系、そして海洋循環パターン、氷床、作物収量などの現象への潜在的な影響を明らかにするための追加のコンピュータシミュレーション研究と実験室実験が含まれています。

報告書はまた、成層圏のベースライン条件の理解を深めるための観測ツールの開発を開始する必要性にも言及しており、それによって最終的な物質放出の影響を評価する能力が向上します。

この最初の段階は2〜3年続き、3000万ドルから7500万ドルの費用がかかりますが、分析や観測作業の一部は後続の段階でも継続されます。

次の段階では、改造された航空機を使用して、4回の飛行で成層圏に10メートルトン（metric tons）の二酸化硫黄を2つの季節にわたって放出することが含まれます。報告書によると、この完全な研究段階は4〜8年かかり、7000万ドルから1億5000万ドルの費用がかかる可能性があります。この期間中の作業により、太陽地球工学の「冷却効果」、つまり放出された二酸化硫黄1トンあたりどれだけ地球が冷却されるかについての不確実性を約25%削減できる可能性があります。

次の段階の実験では、レベルが劇的に引き上げられ、1つの季節にわたって少なくとも1回、場合によっては2回、25,000トンの二酸化硫黄が放出されます。ロードマップによると、他の作業も含まれるこの研究段階は4〜11年続き、2億7000万ドルから11億ドルの費用がかかり、効果の不確実性を約66%減少させるとのことです。

研究の最終段階は、世界が本格的な太陽地球工学に進む場合の、その継続的な監視となります。目標は、稼働中の技術に関する実際のデータを収集し、モデルにおける影響の推定値を更新し、予期せぬ、あるいは望ましくない結果を特定することです。

グルエナー氏は、このロードマップはバージョン1として意図されており、「人々が議論できるほど具体的」であることを目指していると述べています。しかし、Reflectiveは、研究者や他のオブザーバーからの追加の反応を受け取るにつれて計画を更新する予定であり、ウェブサイト上のメカニズムを通じてそのようなフィードバックを募集します。

彼女はまた、後期の段階の間には厳格な「ステージゲート」が設定されていることにも言及しています。つまり、実験が期待通りの効果を示さなかったり、懸念される欠点を示したり、重要な不確実性を解決できなかったりした場合、研究は次の段階に進むべきではないということです。

「私たちのロードマップにはこれらのゲートが正確に設定されています。なぜなら、『中止すべきだ』という答えになるポイントがあるかもしれないからです」と彼女は述べています。

終端ショック

報告書について私が話を聞いたほとんどのオブザーバーは、これらの研究が太陽地球工学の効果と、それを実施する技術的能力に関する不確実性を減らすことができるという点で同意しています。

しかし、屋外実験の科学的重要性がいかに強調されても、それが容易に進むようになるとは限りません。ハーバード大学のSCoPExや英国のSPICEプロジェクトなど、以前の屋外実験の提案はいくつかありましたが、環境活動家や政策立案者からの反対により最終的に中止されました。

さらに、すべての人が、これらの規模の実験で「情報に基づいた決定」を下せるレベルに到達できるとは考えていません。

アメリカン大学の研究教授で法学者であり、国際不使用協定の署名者でもあるウィル・バーンズ氏は、科学者たちは、本格的な太陽地球工学を実施するまで、潜在的な欠点、例えば保護オゾン層への影響や地域的な降雨パターンの変化の範囲を理解できないだろうと懸念しています。

「研究はいくつかの答えを与えてくれるでしょう」と彼は言います。「しかし、それらがそれほど関連性の高い答えだとは思いません。それらの関連性の高い答えを得るためには、大規模に展開する必要があります。そして、それは決して持続可能ではないと思います。」

なぜなら、彼の見解では、その技術を使用することは世代間公平の原則に違反するからです。もし世界が温室効果ガスの排出を続けるなら、太陽地球工学のレベルの増加は、地球の温暖化の継続を単に隠すだけになります。バーンズ氏は、これは将来の世代、つまりその使用について発言権を持たなかった人々が、終端ショックとして知られる突然の温暖化の急増を引き起こすことなく、それを停止できないことを意味すると述べています。

「私の考えでは、それは将来の世代にダモクレスの剣を突きつけることになります」と彼は言います。「ですから、たとえそれが、引用符で囲んで『効果があることを証明』できたとしても、世代間の観点からは決して持続可能ではないと思います。」

（ただし、一部の研究者は、終端ショックのリスクはしばしば想定されるよりも低いと考えており、太陽地球工学は時間をかけてゆっくりと調整できると主張しています。）

「正しいアプローチ」

昨年、21件の地球工学研究プロジェクトに資金提供した英国の研究部門である先進研究発明庁（ARIA）の元CEOであるイラン・ガー氏は、Reflectiveのロードマップを称賛しています。

「科学者であれ、政策立案者であれ、あるいは単に懸念している市民であれ、私たちの目標は、これが機能するアプローチであるか、あるいは決して機能しないアプローチであるかを科学的に教えてくれる最大の疑問に、できるだけ迅速かつ効率的に答えることであるべきです」と彼は言います。「私たちは皆、その不確実性を軽減するために努力とお金を費やすべきです。ですから、私の見解では、Reflectiveが取っているアプローチは100%正しいです。」

インペリアル・カレッジ・ロンドンの持続可能な航空学の准教授で、工学的な冷却の別のアプローチを探求するARIA資金提供の研究プロジェクトを率いるセバスチャン・イースタム氏は、Reflectiveのロードマップで説明されている屋外実験ではすべての未知数を解決できないことに同意しています。しかし、彼は、このロードマップが、気候の危険が高まる中で、潜在的な利益とリスクを持つツールの使用に関する意思決定を行う方法についての議論を開始するのに役立つと述べています。

「これまでに行われたすべての困難な決定は、未解決の不確実性の文脈で行われてきました」と彼は言います。「それが物事の性質です。」

イースタム氏は、一部の重要な問題に対処するためにはコンピュータシミュレーションを超えて進むことが不可欠になっていると付け加えており、適切に設計・実行された屋外実験は、何百万時間もの計算処理時間よりもはるかに多くのことを教えてくれると主張しています。「『決して実験はできない』と言うのは、ほとんど無責任になるほどです。」

彼は、リスクは「同じ計算シミュレーションを何度も何度も繰り返して、空回りする可能性がある」ことだと述べています。それは、研究者が成層エアロゾル注入の効果や危険性について不可欠なことを学ぶのを妨げる可能性があります。

リスクの評価

グルエナー氏は、太陽地球工学が不平等を悪化させるリスクは考慮されるべきだと述べていますが、未 checked な温暖化も開発途上地域に不均衡に悪影響を与える危険性があると指摘しています。

彼女はまた、屋外実験では科学的な未知数を完全に解決できないことを認めていますが、多くのことを解決でき、環境リスクはほとんどないと強調しています。彼女は、10トンの二酸化硫黄は、世界の航空業界が毎日大気中に放出する量の2%未満であると指摘しています。

「屋外実験の議論には、どんな議論にも不快感を覚える人もいるでしょう。しかし、もし私たちが良い科学に基づいて意思決定を行いたいのであれば…これらの質問に答えるためには実験が必要になります」とグルエナー氏は述べています。

彼女は、気候変動の危険性が高まるにつれて、科学的な不確実性を減らし、技術的な課題を解決するために必要な研究が行われていない場合でも、各国やその他の主体が太陽地球工学を進めるための圧力がますます高まるだろうと懸念しています。

「私たちは、代替案が全く意思決定が行われないことだとは考えていません」と彼女は言います。「私たちは、代替案がパニックの中で、あるいは証拠不足の中で意思決定が行われることだと考えています。」