Att få klimatförändring under kontroll är en formidabel, mångfacetterad utmaning. Analys av mina kollegor och jag föreslår att uppehåll inom säker uppvärmningsnivå nu kräver att koldioxid avlägsnas från atmosfären och att minska utsläppen av växthusgaser.

Tekniken att göra detta är i sin linda och kommer att ta år, även decennier, att utvecklas, men vår analys tyder på att detta måste vara en prioritet. Om man trycker på bör operativa storskaliga system vara tillgängliga av 2050.

We created a simple climate model and looked at the implications of different levels of carbon in the ocean and the atmosphere. This lets us make projections about greenhouse warming, and see what we need to do to limit global warming to within 1.5? of pre-industrial temperatures – one of the ambitions of the 2015 Paris klimatavtal.

För att sätta problemet i perspektiv är här några av nyckelnumren.

Människor har emitterat 1,540 miljarder ton koldioxidgas sedan den industriella revolutionen. För att uttrycka det på ett annat sätt, motsvarar det att det brinner tillräckligt med kol för att bilda ett fyrkantigt torn 22 meter bred som når från jord till månen.

Half of these emissions have remained in the atmosphere, causing a rise of CO? levels that is åtminstone 10 gånger snabbare än någon känd naturlig ökning under jordens långa historia. Det mesta av den andra hälften har upplösts i havet, vilket orsakar försurning med sin egen skadliga effekter.

Although nature does remove CO?, for example through growth and burial of plants and algae, we emit it åtminstone 100 gånger snabbare än det elimineras. Vi kan inte lita på naturliga mekanismer för att hantera detta problem: människor kommer behöver hjälpa också.

Vad är målet?

The Paris climate agreement aims to limit global warming to well below 2?, and ideally no higher than 1.5?. (Others say that 1? är vad vi verkligen ska sikta på, även om världen redan når och bryter mot denna milstolpe.)

I vår forskning ansåg vi 1? en bättre säker uppvärmningsgräns för att mer skulle ta oss in på Eemianperiodens territorium, 125,000 år sedan. Av naturliga skäl, under denna tid jorden warmed by a little more than 1?. Ser vi tillbaka kan vi se de katastrofala följderna av globala temperaturer som håller det här högt under en längre tid.

Havsnivåerna under Eemianperioden var upp till 10 meter högre än nuvarande nivåer. Idag är zonen inom 10m av havsnivå hemma 10% av världens befolkning, och till och med en 2m stigning på havsnivå idag skulle förskjuta nästan 200 miljoner människor.

Klart är det inte säkert att driva mot ett Eemian-liknande klimat. Faktum är att 2016 har varit 1.2? warmer than the pre-industrial averageoch extra uppvärmning låses in tack vare värmelagring i oceanerna, we may already have crossed the 1? average threshold. To keep warming below the 1.5? goal of the Paris agreement, it’s vital that we remove CO? from the atmosphere as well as limiting the amount we put in.

So how much CO? do we need to remove to prevent global disaster?

Är du en pessimist eller en optimist?

Currently, humanity’s net emissions amount to roughly 37 gigatonnes of CO? per year, which represents 10 gigatonerna av kolförbränning (en gigatonne är en miljard ton). Vi måste minska detta drastiskt. Men även med starka utsläppsreduktioner kommer tillräckligt med kol kvar i atmosfären för att orsaka osäker uppvärmning.

Med hjälp av dessa fakta identifierade vi två grova scenarier för framtiden.

The first scenario is pessimistic. It has CO? emissions remaining stable after 2020. To keep warming within safe limits, we then need to remove almost 700 gigatonnes of carbon from the atmosphere and ocean, which freely exchange CO?. To start, reforestation and improved land use can lock upp till 100 gigatonnes bort i träd och markar. Detta lämnar ytterligare 600 gigatonnes som extraheras via tekniskt medel av 2100.

Teknisk extraktion kostar för närvarande åtminstone US $ 150 per ton. Till det här priset, under resten av seklet, skulle kostnaden öka till US $ 90 biljoner. Detta är i nivå med dagens globala militära utgifter, som - om det håller sig stadigt runt omkring US $ 1.6 biljoner per år - kommer att öka upp till ungefär US $ 132 trillion under samma period.

Det andra scenariot är optimistiskt. Det förutsätter att vi minskar utsläppen med 6% varje år som börjar i 2020. Vi behöver då ta bort ca 150 gigatonnor av kol.

Som tidigare kan skogsplantering och förbättrad markanvändning stå för 100 gigatonnes, vilket innebär att 50 gigatonnes tekniskt extraheras av 2100. Kostnaden för det skulle vara US $ 7.5 trillion av 2100 - bara 6% av de globala militära utgifterna.

Naturligtvis är dessa nummer en grov guide. Men de illustrerar korsningen där vi befinner oss.

Arbetet ska göras

Just nu är det dags att välja: utan handling kommer vi att vara låsta in i det pessimistiska scenariot inom ett decennium. Ingenting kan motivera belastning av kommande generationer med denna enorma kostnad.

För att lyckas i något scenario måste vi göra mer än att utveckla ny teknik. Vi behöver också nya internationella juridiska, politiska och etiska ramar att hantera sin utbredda användning, inklusive oundvikliga miljöpåverkan.

Frigör stora mängder av järn or mineral damm into the oceans could remove CO? by changing environmental chemistry and ecology. But doing so requires revision of internationella rättsliga strukturer som för närvarande förbjuder sådana aktiviteter.

Similarly, certain minerals can help remove CO? by increasing the förväxling av stenar och berikande markar. Men storskalig gruvdrift för sådana mineraler kommer att påverka landskap och samhällen, vilket också kräver rättsliga och regelbundna revideringar.

Et enfin, direct CO? capture from the air bygger på industriella anläggningar med egna miljö- och sociala konsekvenser.

Utan nya juridiska, politiska och etiska ramar kommer inga betydande framsteg att vara möjliga, oavsett hur stor den tekniska utvecklingen är. Progressiva nationer kan gå vidare med att leverera det kombinerade paketet.

Kostnaderna för detta är höga. Men länder som tar ledningen stå för att vinna teknik, jobb, energioberoende, bättre hälsa och internationella gravitas.

Om författaren

Eelco Rohling, professor i havet och klimatförändringen, Australian National University

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon