Anja Røyne

Fysiker

Stikkordarkiv: boktips


av Legg igjen en kommentar

Global solskjerming – teknologisk galskap eller siste utvei?

Da vulkanen Pinatubo i Filippinene hadde utbrudd i 1991, førte det til at den globale gjennomsnittstemperaturen sank merkbart i årene som fulgte.

Årsaken var at utbruddet sendte store mengder av gassen svoveldioksid opp i stratosfæren (mer enn 10 km opp i lufta, høyere enn de fleste av skyene på himmelen) der den reagerte med vanndamp og dannet ørsmå dråper av svovelsyre. Disse dråpene reflekterte bort en del av lyset fra sola, som dermed ikke nådde ned til jordoverflaten, som et globalt og veldig tynt slør rundt jorda. Og som vi selv merker når vi beveger oss fra åpent landskap inn under skyggefulle trekroner en solfylt sommerdag, er skygge en effektiv metode for å skape litt lavere temperatur.

Når menneskeskapte utslipp av drivhusgasser får den globale gjennomsnittstemperaturen å stige stadig mer fra det nivået sivilisasjonen vår har tilpasset seg, dukker Pinatubo opp som en fascinerende utvei. Hva om vi gjør noe tilsvarende selv? Det er ikke uoverkommelige mengder med svoveldioksid eller et annet reflekterende materiale som skal til for å få til en merkbar nedkjøling, i alle fall ikke i teorien.

Hadde det eksistert en teknologisk kvikk-fiks for klimaet uten negative bivirkninger, så hadde den sikkert vært tatt i bruk for lenge siden. Det er haugevis av grunner til å være kritisk til global solskjerming (på engelsk kalt Solar Geoengineering eller Solar Radiation Management), noe som siden 2022 har fått mer enn 600 forskere fra hele verden til å skrive under på et opprop mot bruk av teknologien. I et åpent brev til FN og verdens myndigheter ber de om at ingen skal hverken finansiere utvikling av teknologier for global solskjerming, tillate utendørs eksperimenter knyttet til slik teknologi, innvilge patenter, ta i bruk teknologi som er utviklet av andre, eller inkludere muligheter for global solskjerming i utredninger av mulige klimatiltak.

Betenkelige bivirkninger

Litt mindre sollys over hele jorda vil ikke være det samme som å få litt mindre kraftig drivhuseffekt. Partikler i stratosfæren kan redusere gjennomsnittstemperaturen, men virkningen vil variere mellom ulike steder på jorda. Hvem er det da som får bestemme hvilken «innstilling» som er best? Sannsynligvis ikke dem som allerede er mest utsatt for klimaendringene: verdens fattigste – de som har aller minst skyld i at jorda blir varmere. Og om for eksempel Norge skulle ta ansvar for et globalt solskjermingsprogram og det året etter blir tørke og avlingssvikt i India, vil det da være vår skyld?

Det er skrevet mange interessante bøker både for og imot klimafiksing – dette er de jeg hadde i bokhylla nå (ja, den ene er min)

Om temperaturen holdes konstant ved å slippe inn mindre sollys, samtidig som biler, fly og kraftverk pøser stadig mer CO2 ut i atmosfæren, vil det også bli mer og mer CO2 i havet, slik at det blir surere. Denne effekten gjør det blant annet vanskelig for en del viktige planktontyper å lage skjellet sitt. Og hva skjer om firmaet eller den internasjonale organisasjonen som finansierer solskjermingen går tom for penger, eller bestemmer seg for å prioritere annerledes? Da blir himmelen klar igjen og all oppvarmingen som har blitt maskert de foregående årene vil merkes fort og brutalt. Fenomenet kalles Termination shock og er tema for romanen av Neil Stephenson fra 2021 med samme navn, som anbefales alle som liker tykke og nerdete bøker om ubehagelig realistiske fremtidsmuligheter.

Kan det allikevel være lurt med litt forskning?

På den annen side: klimaendringene skjer, det er godt kjent at de kommer til å ha dramatiske og negative konsekvenser, og hvert år lar reduksjonene i klimagassutslipp vente på seg. Det går an å se på global solskjerming som en medisin mot symptomene en farlig sykdom, en medisin som riktignok kan gi mange skumle bivirkninger, men fortsatt kan være god å ha om sykdommen blir for ille. Det blir gjort forskning på temaet, også i Norge, men bare med datamaskiner der man kan legge inn en liten reduksjon i innstrålingen fra sola og se hvilke sannsynlige følger det kan få for klimaet ulike steder på jorda. Harvard University har hatt et stort forskningsprogram på temaet, der de også planla et begrenset utendørs eksperiment i Sverige, men denne aktiviteten ble innstilt i fjor.

Å forske på mulige konsekvenser av global solskjerming er ikke det samme som å jobbe for at det skal innføres. Forskning kan gjøre oss i bedre stand til å veie ulemper mot fordeler, selv om den aldri vil gi alle svarene. Og kanskje er det ikke så dumt at offentlige institusjoner følger litt med på slik hypotetisk teknologi, for før vi vet ordet av det kan den ha blitt til virkelighet. I en spørreundersøkelse som nylig ble gjort blant klimaforskere svarte flertallet at de frykter at «enkeltland eller milliardærer vil ta klimasaken i egne hender». Det har dukket opp flere oppstartselskaper de siste årene som gjør seg klare til å levere solskjermings-løsninger dersom noen er villige til å betale for det. Verdens rikeste mann har også nettopp sagt at han mener global oppvarming kan unngås med en KI-drevet satellitt-sverm som reflekterer sollys ut i verdensrommet. What could possibly go wrong?

Det er så kjedelig, det der at løsninger ofte gir nye problemer. Fossile energikilder har vært løsningen på en hel haug med problemer tidligere. Vi klarer sikkert ikke løse oss ut av dette problemet heller uten at det oppstår nye problemer å gå løs på, men det er nok lurt å huske hva løsning nummer en er og må være: å slutte å øke mengden med drivhusgasser i atmosfæren.


av Legg igjen en kommentar

Hvordan man får vekk nitrogen fra kloakken

Oslofjorden er i krise! Kanskje har den vært det en god stund, men nå har Oslofjordens økologiske tilstand fått mye oppmerksomhet fra både medier og politikere. Artsmangfoldet går nedover, det er mer av den slimaktige lurven og mindre frodig tareskog, og nå er det ikke en gang lov å fiske i Oslofjordden lenger.

Årsakene til krisen er mangfoldige og sammensatte, slik det så ofte er med økosystemer. Både klimaendringer, miljøgifter og overfiske kan være viktige faktorer.

Problemer fra do

Ikke alt som havner i kloakken hører til der. Fra Veas. Foto: Kari Margrethe Sabro.

En annen forurensing som har fått mye oppmerksomhet i det siste er nitrogen. Nitrogen i seg selv er ikke farlig, tross alt utgjør nitrogengass mesteparten av lufta vi puster inn og ut. Problemet er når nitrogenet er kjemisk koblet sammen med oksygen eller hydrogen slik at det er lett for planter og alger å nyttegjøre seg det. Når det er mye av dette nitrogenet i vannet i fjorden, fungerer det som gjødsel for de algene som er flinke til å vokse veldig fort, sånn som de trådalgene vi kaller lurv. Da kan lurven begynne å dominere over mer nøysomme arter av tang og tare. Og når høsten kommer, og de hurtigvoksende algene dør og synker til bunns, blir de mat for bakterier som kan bruke så mye oksygen til å bryte dem ned at det ikke blir nok oksygen igjen i bunnvannet til fisk og andre organismer som hører til der nede.

Kloakken vår er en viktig kilde til dette problematiske nitrogenet, for kroppen vår kvitter seg med nitrogen hver gang vi er på do. Heldigvis slippes det vanligvis ikke urenset kloakk ut i Oslofjorden. Den tar en tur innom et renseanlegg først. Men ofte er ikke renseanlegget nok til å fjerne nitrogenet, for det krever faktisk ganske mye innsats for å få det vekk.

Hjelpsomme bakterier

Det problematiske nitrogenet er løst opp i vann, slik salt er løst opp i saltvann. Det kan man ikke fjerne med en sil eller andre mekaniske metoder. Den beste metoden som er tilgjengelig for å fjerne nitrogen er å få hjelp fra bakterier, og det skjer i to steg.

I det første steget brukes det kraftige vifter til å blåse massevis av luft inn i vannet. Det gir oksygen til bakterier som er i stand til å bruke ammonium, altså nitrogen som er koblet sammen med hydrogen, som energikilde. Disse bakteriene kan skaffe seg energi ved å forbrenne ammonium omtrent som vi får energi av å forbrenne sukker inne i cellene våre, så lenge de har nok oksygen tilgjengelig.

Dette gjør imidlertid ikke at nitrogenet blir borte eller at det blir mindre problematisk, det omdanner bare en form for nitrogen, ammonium, til en annen form, nitrat. I nitrat henger nitrogenet sammen med oksygen.

Nitrogenbobler stiger opp mot overflaten og unngår å skape problemer i Oslofjorden. Fra renseanlegget Veas på Slemmestad. Foto: Kari Margrethe Sabro.

Nitrat kan ikke forbrennes for å få tak i energi, men det kan være nyttig for en annen type bakterier, noen som har lært seg å leve uten oksygen. Derfor tilføres vannet i neste rensesteg en form for energikilde som er populær blant slike bakterier, for eksempel glykol, og så får det ligge helt i ro. I det stille vannet blir oksygenet raskt brukt opp, og da er det bare de bakteriene som klarer å lirke løs oksygen fra nitrat for å kunne forbrenne glykol, som klarer å leve videre.

I denne prosessen ender nitrogenet opp uten hverken oksygen eller hydrogen, og kan forlate vannet i par: molekyler som består av to nitrogenatomer tett bundet sammen, den samme nitrogengassen som mesteparten av lufta rundt oss består av. Da har det problematiske nitrogenet blitt fjernet fra vannet, som så kan sendes ut i Oslofjorden uten å bidra til mer lurv og mindre artsmangfold.

Tenk at naturen kan hjelpe oss på denne måten!

Bedre løsninger?

Riktignok gjør ikke bakteriene dette for oss helt av seg selv. Det krever mye energi å drive pumpene som blander luft inn i vannet. Faktisk er mengden med elektrisk energi som går med til denne rensingen på størrelse med energien som trengs for å rive fra hverandre nitrogenmolekyler fra lufta og lage nitrogengjødsel – nitrogen på den samme formen som det som fjernes i renseprosessen.

Om bare nitrogenet fra kloakken kunne ha blitt levert direkte ut på jordene for å dyrke mat, så kunne samfunnet ha spart seg for en god del energi. Her er vi ikke i dag, og det har mange årsaker. En ting er at det finnes sykdomsfremkallende bakterier og virus i kloakken som vi ikke ønsker å ha i nærheten av matproduksjonen vår. Dette kan håndteres, men i tillegg kommer legemidler og miljøgifter som fra produkter som vi har i husene og på kroppene våre som kan være vanskelige å bli kvitt. I tillegg er fabrikkprodusert nitrogengjødsel så billig og enkelt tilgjengelig at det er vanskelig å produsere noe fra kloakk som kan konkurrere på både kvalitet og pris. Fremtiden vil vise hvordan dette kan ordnes på en mindre sløsete måte enn i dag.

Vil du lese mer?

Boka Fra nattmann til renholdsverk. Avfall og reno­vasjon i Oslo gjennom tusen år av Inge Torstenson (1997) gir en fascinerende og engasjerende, detaljert fremstilling av hvordan Oslo by har håndtert sitt avfall (inkludert kloakk) gjennom tusen år. Anbefales på det varmeste.

I et internasjonalt perspektiv gir boka med den fantastiske tittelen The other dark matter. The science and busi­ness of turning waste into wealth and health av Lina Zeldovich (2021) massevis av gode og utrolige eksempler på hvordan folk har løst kloakkproblemene både før og nå.

Og så er både kloakk og gjødsel og Oslofjorden sentrale tema i min egen bok om nitrogen (2025).


av Legg igjen en kommentar

Boktips mot natursorg

Trist over alt som ser ut til å gå galt i verden? Naturtap, klimaendringer, krig, mørketid, det er vel unødvendig å liste opp flere grunner til å kjenne seg nedfor nå for tiden.

Jeg vil påstå at boka Braiding sweetgrass av den amerikanske forfatteren Robin Wall Kimmerer kan være et kraftfullt lyspunkt i alt dette mørket, og jo flere jeg snakker med som også har lest boka, desto mer får jeg inntrykk av at dette er en skatt som mange ønsker å dele.

Braided sweetgrass. Jamfam1000, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.

Boka er fra 2013, og handler om forholdet mellom mennesker og natur. Kimmerer er botaniker og professor i skogbiologi. Hun tilhører også Potawatomi-folket og arbeider med hvordan hun kan kombinere urfolkskunnskapen om vekstene i naturen med den vitenskapen hun har blitt opplært i gjennom studiene.

For selv om vitenskapen gir oss kraftfulle verktøy til å forstå verden rundt oss, finnes det fortsatt mye som er ubesvart. Det gjelder ikke minst hvordan vi mennesker skal te oss for å bevare, og kanskje til og med støtte og gi tilbake til, den naturen vi alle er del av. Tidligere generasjoner har kanskje ikke forstått hvordan atomer kobles sammen til gener som bestemmer plantenes funksjon, men de har allikevel funnet fram til måter å gjøre ting på som fortsatt kan ha verdi. I boka viser Kimmerer fram flere eksempler på hvordan nitidig forskning ender opp med å bekrefte de gamle tradisjonene, selv om de i første runde har blitt avfeiet som uvitenskapelige.

Kimmerer beskriver en tradisjon der mennesker ikke bare er noen som tar og ødelegger, og naturen ikke bare er noe som må beskyttes mot oss. I stedet tegner hun et bilde av gjensidighet, der man både tar og gir tilbake, alltid med respekt.

Jeg kjenner meg igjen i boka, og ikke bare fordi det er lett å lengte «tilbake» til noe udefinert og naturnært når teknologisamfunnet kan virke rått og ubarmhjertig. Det er mer konkret. Det er ikke så mange generasjoner siden vi selv var mer prisgitt natur enn tek-giganter. Jeg kjenner igjen holdninger og fortellinger fra boka fra min egen historie, fra hvordan mine besteforeldre snakket og hva de fortalte om sine gamle.

Boka er optimistisk fordi den minner oss om at det ikke bare finnes en måte å gjøre ting på. Vi har både gammel og ny kunnskap. Det er fint å stille spørsmål. Naturen og menneskene er ikke to lag som står mot hverandre, vi er uløselig vevet sammen og vil alltid gjøre klokt i å ikke glemme det.