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デイビッド・W・キースは、シカゴ大学地球物理科学科の教授です。彼は2023年4月にシカゴ大学に着任しました。キースは以前、ハーバード大学ポールソン工学応用科学部（SEAS）のゴードン・マッケイ応用物理学教授、およびハーバード大学ケネディ・スクールの公共政策教授を務めていました。[ 2 ] 初期の貢献には、最初の原子干渉計（原子物理学における大きなブレークスルーと考えられている）の開発や、NASAが宇宙からの大気温度と放射伝達を測定するために使用したフーリエ変換分光計の開発などがあります。
エネルギー技術、気候科学、および関連する公共政策の専門家であり[ 3 ] 、炭素回収・貯留のパイオニアでもあるキースは、カーボンエンジニアリングの創設者であり取締役でもある[ 5 ]。
キースの研究は、気候関連技術の評価と政策分析、技術開発、大気科学、物理学など、複数の分野に及んでいます。彼は、炭素循環工学[ 6 ]と太陽放射管理アプローチ[ 7 ]の両方を含む、気候変動に対処するための地球工学的アプローチの研究を強く提唱しています。彼は、それらの科学的、環境的、地政学的、社会的、心理的、倫理的な影響すべてを慎重に検討し理解してからでなければ、それらの使用の可能性を意味のある形で検討することはできないと強調しています[ 8 ] 。
キースはウィスコンシン州で生まれた。父親のアンソニー・キースはイギリス生まれのフィールド生物学者で、カナダ野生生物局の公務員だった。彼は同州で大学院に通っていた。母親のデボラ・ゴーラムはカールトン大学の歴史学教授だった。キースはイギリスとオンタリオ州オタワで育った。[ 9 ]彼の継母は父親と同じく生物学者だった。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]キースはカナダ、アメリカ合衆国、イギリスの市民権を持っている。[ 1 ]
彼は父親と読書やバードウォッチングを楽しみ、後にクロスカントリースキー、ロッククライミング、冬季キャンプを始めた。[ 9 ]キースの物理学への興味は、高校卒業間近頃から数年間、実験物理学者ポール・コーカムの国立研究評議会レーザー研究所で働いたことで強まった。 [ 9 ] 1986年、キースはトロント大学で物理学の理学士号を取得して卒業した。[ 11 ]
彼は学部と大学院の間のギャップイヤーの一部をヌナブト準州のデボン島で野生生物学者の研究助手として過ごした際に北極への愛着を育んだ[ 10 ] 。それ以来、彼はイエローナイフ川でカヌーを漕ぎ、ホルマン島をハイキングし、イグルリクからアークティック湾までスキーで荒れた海氷を横断した[ 9 ] 。
1991年、キースはマサチューセッツ工科大学で実験物理学の博士号を取得した。 [ 11 ] MITの博士課程の学生として、キースはデイビッド・E・プリチャードの指導を受けた。キースは、原子物理学における大きなブレークスルーとみなされている、最初の実用的な原子干渉計を作成した研究グループのリーダーであった。 [ 12 ]この研究は、彼の博士論文「原子のための干渉計」（1991年）の基礎となった。 [ 13 ]この成功を収めた後、キースは原子物理学を離れることを選択した。その理由の一つは、原子干渉法の最も明白な応用例の一つが、弾道ミサイルを搭載した潜水艦用の高精度ジャイロスコープの構築であったからである。[ 12 ]
キースは1991年から1992年までカーネギーメロン大学の博士研究員として、グレンジャー・モーガンと共に気候変動に関する不確実性や専門家の判断をより深く理解するための研究を行った。[ 10 ]キースは1992年に同大学の非常勤助教授となったが、主に他の場所で研究活動を行っていた。[ 14 ] [ 1 ]彼は1992年から1994年にかけて米国海洋大気庁（NOAA）の地球変動フェローシップ を受け、コロラド州ボルダーにある国立大気研究センター（NCAR）で気候モデリングの研究を行った。[ 15 ]
キースは、NOAA のポスドクとしての最後の年をハーバード大学の地球惑星科学科の研究科学者として過ごし、1993年から1999年までそこに在籍した。彼は大気化学者のジェームズ G. アンダーソンと共同研究を行った。[ 14 ] [ 3 ] [ 10 ]キースは、NASA の高高度研究機 ER-2 とアレニウス衛星で使用された、放射測定精度の高いフーリエ変換分光計の 開発を主導した科学者であった。キースのセンサーは、宇宙からの大気温度と放射伝達の測定を支援した。 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
1999年、キースはカーネギーメロン大学の工学・公共政策学部の助教授となった。 [ 14 ] [ 1 ] 2000年までに、キースと博士課程の学生ジェームズ・ローズは、バイオエネルギーと炭素回収・貯留（BECCS）と呼ばれるもののための枠組みを開発していた。当初から、キースは気候変動緩和への可能なアプローチについて、利点と懸念の両方を指摘してきた。[ 4 ] [ 19 ]
2004年、キースはカルガリー大学に招かれ、化学・石油工学および経済学の教授となり、エネルギーと環境に関するカナダ研究講座の教授職に就いた。キースは、カルガリー大学の持続可能なエネルギー・環境・経済研究所（ISEEE）のエネルギー・環境システムグループのディレクターに就任した。このグループはISEEE内の学際的な研究グループである。[ 20 ]カルガリー大学に在籍中も、カーネギーメロン大学の非常勤教授を務めた。[ 1 ] ISEEEでは、キースは政府、学者、環境保護活動家、ビジネス関係者の間のつながりを築こうとした。彼はエネルギー分野の大手企業の幹部4人の支持を得て、2007年に二酸化炭素回収・貯留を推進する報告書を発表した。[ 3 ]
キースは後に、組織の知的誠実性が損なわれたと感じた。[ 3 ] [ 21 ] 2011年9月1日付けで、キースはカルガリー大学を辞任した。彼はカルガリー大学の物理天文学科の非常勤教授、およびISEEEの客員研究員として留まった。[ 21 ]
また、2011年時点で、キースはハーバード大学ケネディ・スクールの応用物理学および公共政策の教授職に就任した。[ 21 ] 2017年、キースは気候経済学者のゲルノット・ワグナーと共に、ハーバード大学の太陽地球工学研究プログラムの創設共同ディレクターを務めた。[ 22 ] 2019年時点で、ワグナーがニューヨーク大学の教員に加わった後、キースは単独ディレクターとなった。[ 23 ]
キースは2000年、2009年、2013年に米国科学アカデミーの会議で発表を行った。
キースは2023年に研究拠点をシカゴ大学に移し、そこで地球工学を研究する最大10名の教員からなるプログラムを率いる予定である。[ 24 ]
キースは、2001年のIPCC第3次評価報告書[ 25 ] （AR3-WG1、8章「モデル評価」[ 26 ]、 AR3-WG3、4章「生物学的炭素貯留層の強化、維持、管理および地球工学の技術的・経済的可能性」[ 27 ] ）の共著者であった。キースはまた、国連の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の3つのグループの1つの議長を務め[ 20 ] 、2005年のIPCC二酸化炭素回収・貯留特別報告書の主執筆者であった[ 28 ]。彼はIPCC第5次評価報告書 の委員会を辞任した[ 29 ]。
2005 年 5 月、キースはカナダ政府の持続可能なエネルギー科学技術戦略に関する連邦諮問委員会に任命された。キースは、2009 年の報告書を作成した英国王立協会の「気候の地球工学：科学、ガバナンス、不確実性」ワーキンググループのメンバーであった。 [ 30 ] [ 31 ] 2010 年、キースは米国議会[ 32 ]と英国議会[ 33 ]の委員会で証言した。
キースはケン・カルデイラと共に、ビル・ゲイツが気候変動研究のために設立した革新的エネルギー・気候研究基金（FICER）を運営してきた。 [ 34 ] [ 3 ]
キースは、2011年10月4日に研究報告書を発表したワシントンDCの超党派政策センター（BPC）の気候変動対策タスクフォースの18人のメンバーの1人でした。 [ 35 ] BPC報告書の著者は、「（米国）連邦政府は、気候変動対策に関する集中的かつ体系的な研究プログラムに着手すべきである」と考えています。[ 35 ] 2021年現在、米国科学アカデミーは同じテーマで報告書を発表し、強力な研究計画と実質的な監督、リスク評価、および広報活動を支持し、可能な実験のガバナンスの枠組みを説明しています。キースは、そのガバナンスに関する勧告を「実行可能で、段階的で、十分に理にかなっている」と見ています。[ 36 ]
キースは、気候変動と気候変動緩和に対する多くのアプローチの費用対効果、地政学的および倫理的影響について執筆している。2003年、彼とアレクサンダー・ファレルは、圧縮水素を使用した燃料電池車の開発に関する政府の取り組みに疑問を呈する論説をサイエンス誌に発表した。水素は石油や石炭から得られる傾向があり、二酸化炭素を生成する。[ 37 ] 2004年、米国科学アカデミーは、彼のコンピューターモデルが大規模な風力発電所のタービンが気候に予期せぬ地域的および地球規模の影響を与える可能性があることを示唆した物議を醸す論文を発表した。彼の主張は、風力エネルギーを検討すべきではないということではなく、風力エネルギーをよりよく理解する必要があるということだった。[ 9 ] 2008年から2011年にかけて、太陽エネルギーが競争力を持つ可能性について懐疑的だったが、現在では、太陽光発電は環境への大きな影響なしにエネルギーを提供する有力な候補だと考えている。[ 38 ] [ 39 ]
1990年代と2000年代、キースはCO2回収・貯留に取り組み、エネルギー産業における技術、経済、規制政策の観点から検討した。[ 9 ]キースは、気候変動対策の第一の目標は炭素排出量の削減でなければならないと強調している。しかし、すでに大気中に放出された二酸化炭素の影響を相殺する必要は依然としてある。そのため、彼は汚染管理技術や「炭素税」など、気候変動問題に対する複数のアプローチが望ましいと考えている。[ 9 ]彼は、さまざまな提言に対して環境団体、政治家、エネルギー関連企業家から批判を受けている。[ 9 ]
2005年時点で、カルガリー大学のキースのチームは、空気からCO2を除去して地下に貯蔵する実現可能性をテストするために、5メートルの塔を建設した。[9] 2009年、キースは、空気から二酸化炭素を除去して純粋なCO2に 変換する技術の開発を目指すCarbon Engineeringを設立した。 [ 41 ] [ 10 ] [ 6 ] [ 42 ] [ 43 ]会社を設立した後、 彼は利益相反になると考え、その分野の研究や政策分析をほぼやめてしまった。[ 10 ]
2015 年 10 月現在、Carbon Engineering はブリティッシュコロンビア州スクアミッシュで直接空気 CO 2回収の実証プラントを開設しました。同社は空気から抽出した二酸化炭素を使用して、セミトラック、バス、航空機に適したエネルギー密度の高い合成炭素ベース燃料を生産することを望んでいます。理想的には、経済的で炭素ベースでカーボン ニュートラルな燃料を生産したいと考えています。[ 44 ] Carbon Engineering の資金提供者には、ビル・ゲイツ、N. マレー・エドワーズ、[ 45 ]ピーター・J・トムソン、シェブロン コーポレーション、オクシデンタル ペトロリアム、鉱業コングロマリットBHPが含まれます。[ 46 ]オクシデンタルは 2023 年に同社を 11 億ドルで買収しました。キースは売却前に約 4% の所有権を保有していました。[ 24 ]
キースは1992年以来、太陽地球工学の研究に取り組んでおり、同年、ハディ・ドゥラタバディと共に、この技術とその政策的影響に関する最初の評価の一つを発表し、コストとリスクの構造化された比較を紹介した。キースは一貫して、地球工学にはそのアプローチが実現可能かどうかを判断するための「体系的な研究プログラム」が必要だと主張してきた。[ 3 ] [ 34 ] [ 47 ] キースはまた、そのような研究がどのように進められるべきかについて、国際的なガバナンスと監督の基準を求めてきた。[ 48 ]
キースは2000年に地球工学に関する別の概説を発表し、それをモラルハザードの観点から説明し、地球工学を戦後の気象制御の歴史の文脈に位置づけた。当時、地球工学は「非常に物議を醸す」ものであり、ほとんど話題に上らなかった。それ以来、この分野への関心が高まり、よりオープンに議論されるようになった。[ 49 ] [ 34 ] [ 50 ]
関連出版物には以下が含まれます。
2013年、キースは「気候工学の擁護」を出版し、「物議を醸す技術」について「明確で分かりやすい概観」を提供した。[ 58 ]この本は、特に成層圏エアロゾル注入に関する議論の有用な出発点として、また他の地球工学のアプローチに関する議論の有用な出発点として評されている。「この本の主張は明確であり、擁護する立場から生じる多くの問題について率直に述べている。」[ 59 ] 別の書評者は、キースが「どんな読者にも理解できる平易な言葉で」問題を議論する能力と、「自身の内なるジレンマについて議論」し、「読者を反対意見にさらす」客観性を高く評価した。[ 60 ]
気候変動を長年懸念してきた一流科学者であるキースは、おそらく現代で最も困難な問題である気候変動に対する安易な解決策をナイーブに提案しているわけではない。気候工学は万能薬ではない。しかし、炭素排出量の削減においてほとんど進展が見られなかった数十年を経て、この技術を検討し、責任を持って検討する必要があると彼は主張する。[ 61 ]
この本はスティーブン・コルベアの注目を集め、キースは2013年12月9日の「ザ・コルベア・レポート」に出演し、反射粒子を上層大気に散布することで気候変動を遅らせるという地球工学のアイデアについて語った。[ 62 ] [ 63 ]キースは、大量の硫酸を大気中に放出するために飛行機を配備する可能性について説明し、それは「全く不完全な技術的解決策になるだろうが 、実際に人々を救い、役に立つかもしれない」と率直に認めた。[ 64 ]コルベアは懐疑的だった。このアイデアの批判者には、シカゴ大学の地球物理学者レイモンド・ピエールハンバートもおり、彼はこのアイデアを「とんでもなく、完全に、狂気じみている」と評した[ 11 ] 。また、USAトゥデイの編集委員会も批判している。[ 65 ]
キースは当初、大気化学者のジェームズ・G・アンダーソン[ 41 ]と 、その後は主任研究員のフランク・コイチュと共に「太陽光減光」プロジェクトSCoPExに取り組み、成層圏に反射粒子を散布して太陽光を地球から遠ざける可能性を検証した。このアイデアは、ピナツボ山の噴火など、硫黄やその他の粒子を大気中に放出し、世界的に気温低下を引き起こした自然現象に触発されたものである[ 49 ] 。
コンピューターモデルによると、粒子分散アプローチは太陽エネルギーと周囲温度を低下させる可能性がある。[ 41 ] 提案されている粒子の種類には、二酸化硫黄、ダイヤモンドダスト、アルミナ、方解石、またはその他の炭酸カルシウムの形態がある。[ 66 ] [ 49 ]このようなアプローチの主な懸念事項には、粒子が成層圏にどれくらいの期間留まるか、大気の他の成分とどのように相互作用するか、汚染を増加させるか、人間の健康リスクを引き起こすか、またはその他の負の生態学的影響があるかどうかという問題が含まれる。[ 49 ] [ 41 ]
プロジェクトの初期段階では、気球を使って成層圏に少量の化学物質（おそらく1キログラム）を放出する小規模な試験を行う予定である。局所的な影響を研究することで、科学者は粒子と成層圏がどのように振る舞うかをよりよく理解し、このアイデアの実現可能性とリスクをより適切に評価することができる。気球のゴンドラに取り付けられたセンサーは、粒子の反射率、プルームの分散または合体の程度、および大気の他の成分との相互作用を測定できる。実施されれば、これは実験室外で行われる最初の公式な地球工学関連の実験の1つとなるだろう。[ 49 ] [ 66 ] [ 12 ]
2012年にニューメキシコで硫酸塩を下部成層圏に放出する実験を行うという提案は撤回された。2020年には、炭酸カルシウムを使用する別の実験の提案場所が、米国南西部から北極圏近くのスウェーデンに移された。 [ 67 ] 2021年2月、ラップランドのキルナにあるエスレンジ宇宙センター から成層圏シード気球を打ち上げる計画は、スウェーデンのペル・ボルンド環境大臣とスウェーデン宇宙公社（SSC）に激しい書簡を送ったスウェーデン人から反対を受けた。後者は「飛行は、国内および国際的な規制に準拠している場合にのみ実施される。この飛行が法的に準拠し、倫理的に適切であるかどうかを確認するプロセスは進行中である。現時点では、飛行が行われるかどうかはわからない」と述べた。[ 68 ] 2021年3月31日、SSCは、地元のサーミ人のトナカイ飼育者やスウェーデン自然保護協会などの環境団体からの反対に直面し、「技術試験を実施しないことを決定した」と述べた。これらの団体は、その技術は「危険すぎて決して使用できない」と考えていた。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]
キースは頻繁に講演やプレゼンテーションを行っている。 2007年にはTEDフォーラムで自身の考えを共有し[ 76 ] 、 2008年にはディスカバリーチャンネル で特集され[ 77 ] 、 2009年には王立地理学会 で21世紀の課題に関するパネルディスカッションに参加し[ 78 ] 、 2011年にはBBCニュースのHARDTalk でインタビューを受け[ 79 ] [ 80 ]、2020年10月28日に放送された地球工学に関するNovaのドキュメンタリーに出演した[ 81 ]。