地球と太陽の間に巨大な日陰ができると、気候変動が遅くなるのでしょうか?

気候変動に対する最も奇抜な解決策の 1 つに、さまざまな形態の地球工学があります。こうした提案は、地球の表面に到達する太陽​​放射の量を減らすことで地球温暖化を軽減することを目指しています。たとえば、大量の二酸化硫黄や塵を大気中に注入して、大規模な火山噴火の冷却効果を模倣します。あるいは、カタパルトを建造して月の塵を地球の周回軌道に打ち上げ、地球付近の宇宙で太陽光線を遮るといったものです。

しかし、ハワイ大学の宇宙学者イシュトヴァン・サプディ氏は、さらに突飛なアイデアを思いついた。地球と太陽の間に捕獲した小惑星につないだ幅37万2000マイルの日よけを設置し、地球に届く太陽放射の量を1.7パーセント減らすというものだ。彼の分析は日よけの形状には無関係だが、三角形のセグメントでできた円形の日よけで、花びらのように開いたり閉じたりして、さまざまな量の太陽光を透過できるのではないかと想像している。

「はっきりとした影を落とすことはないでしょう」とサプディ氏は言う。「望遠鏡を使えば、太陽の前に何かがあることに気づくかもしれません。しかし、それ以外では、天気が少し良くなったことに人々が気づくだけでしょう。」

彼は、この構想が本当に可能かどうかを調べるための予備的な工学研究だけでも数百万ドルの投資が必要であることを率直に認めている。「もちろん、これを実際に実行するのは非現実的です。ですから、うまくいけば、私たちはゆっくりと化石燃料を放棄するでしょう」と、気候変動の原因を抑制するというはるかに主流の目標を挙げて、サプディは言う。「しかし、それは非常に長期的なプロセスです。」

その一方で、世界は、すでに現在地球の大気中に存在する炭素によって生じる気候の変化を緩和するための代替策を検討できるかもしれないと彼は示唆している。

7月31日に米国科学アカデミー紀要に掲載された論文で説明されているように、サプディの提案では、この巨大な日よけを太陽地球ラグランジュ点1（L1）に配置することになる。これは地球から太陽に向かって約93万2000マイル離れた空間領域で、両方の天体の重力が相殺されるため、L1を周回する宇宙船は最小限の操作で太陽と地球に対する一定の位置を維持できる。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、L1点の対応する点である、地球から外太陽系の方向で93万2000マイル離れたL2で同じ現象を利用している。

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Szapudi 氏は L1 に日よけを設置することを提案した最初の人物ではないが、以前の提案は問題に直面した。つまり、大きな日よけはソーラー セイルのようにも機能し、太陽放射を捕らえて L1 にある構造物の位置をずらしてしまう。以前の提案では、おそらく金属か小惑星の物質でできた 3 億 5000 万トンの非常に巨大な日よけを作ることでこの問題を回避していたが、これはすでにここまで遠い提案であってもまったく非現実的な質量である。

代わりに、シャプディ氏は、最長 190 万マイルのテザーで小惑星のカウンターウェイトにサンシェードを接続することを提案している。L1 から遠ざかり恒星に近づくほど太陽の重力が強くなるため、小惑星にかかる太陽の重力がサンシェードにかかる放射圧を相殺し、サンシェードを所定の位置に維持できる。

このような構成であれば、シェード自体の重量はわずか 35,000 トンになるだろうと Szapudi 氏は見積もっている。「これは SpaceX が現在のロケットを使って宇宙に打ち上げることができる重量です」と同氏は言うが、それには多くの時間と労力がかかるだろう。Szapudi 氏は、グラフェンのような素材でサンシェードを作れば、さらに軽量化できると示唆している。グラフェンは、炭素原子を原子の厚さのシート状に六角形の格子状に並べた、非常に軽量で丈夫な素材である。

天文学者はハワイ大学のパノラマ調査望遠鏡および迅速対応システム（Pan-STARRS）などを利用して、カウンターウェイトに適した地球近傍小惑星を特定する必要がある、とサプディ氏は言う。しかし、それができれば、サンシェードを現在の軌道にある小惑星につなぎ、太陽帆として使って小惑星をL1地点に向けることができる。

工学的に言えば、このアイデア全体は極めて推測的なものであり、テザーとして機能するのに十分な強度と軽さを備えた材料など、まだ開発されていない技術に依存していると、サプディ氏は強調する。

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しかし、ラトガース大学の気候学者アラン・ロボック氏によると、この種の地球工学が実際に気候変動の影響を緩和するのに役立つのか、あるいは他の予測不可能な悪影響をもたらさずに緩和できるのかどうかも明らかではない。ロボック氏は、気候変動モデルを使用して地球工学介入の影響を予測するラトガース地球工学モデル相互比較プロジェクトを率いている。

「もしそれを始めて、『よし、世界の90パーセントは良くなるが、10パーセントは悪くなるだろう』と言ったらどうなるでしょうか」とロボック氏は言う。「しかし、気候システムのランダム性のため、どの10パーセントかはわかりません。」

そして、いくつかの影響は十分に理解されており、起こりそうで、良くない、と彼は付け加えた。

「例えば、夏のモンスーン現象は陸地と海の温度差によって起こるため、アフリカやアジアでは干ばつが発生します」とロボック氏は言う。「太陽光を遮れば、陸地は海よりも冷えます。そのため、温度差は小さくなり、夏のモンスーンの降水量は減少します。」

そして、もし太陽シールドに何か問題が起きて、突然太陽を遮らなくなったら、地球は人類が経験したことのないほど急速に温暖化するだろう。

「これは終了問題と呼ばれています」とロボック氏は言い、これはすべての地球工学提案に付きまとう問題だ。

さらに、基本的に人類全体のプロジェクトである日よけの製作と調整に協力するという、まさに人間的な問題もある。人間は太陽光をどの程度遮るか、あるいはロボック氏の言葉を借りれば、地球のサーモスタットをどこに設定するか、世界はどうやって合意するのだろうか。「カナダやロシアのような国は、気温が少し上がっても気にしないでしょう」とロボック氏は言う。「実際、これらの国の農業は改善すると計算されていますが、熱帯の国々は海面が上昇し、すでに水没しているので、気温を下げたいでしょう」

結局のところ、ロボック氏は、地球工学プロジェクトは、今日の排出量削減の妨げになる可能性があると考えている。気候変動に対する最善の解決策は、化石燃料を地中に残しておくことだとロボック氏は言い、サプディ氏も同意している。

しかし、サプディ氏は、自身の提案を、すでに発生した排出物の長期的な影響を緩和するためのプロジェクトとみなしている。すでに気候に染み付いている地球温暖化の最悪の影響を止めるための保険になるかもしれないが、それが機能するのは、今このような長期研究プロジェクトを開始した場合のみである。

しかし、保険として考えると、高額な保険料がかかる。「テクノロジーが私の期待通りに発展すれば、これは 1 兆ドル規模のプロジェクトになるかもしれません」と Szapudi 氏は言う。「このコンセプトを詳細に検討するには、少なくともエンジニアの大軍と、おそらく数千万ドルが必要になるでしょう。」