Research press release

天文学:天文学研究で炭素排出量に最も影響する研究施設

Nature Astronomy

Astronomy: Research facilities contribute most to Astronomy’s carbon footprint

宇宙空間に打ち上げられた観測施設や地上に設置された観測施設は、天文学研究での炭素排出量に最も影響を与えており、二酸化炭素に換算して1年当たり少なくとも120万トンの温室効果ガスを排出していると推定されることを報告する論文が、Nature Astronomyに掲載される。これらの結果は、パリ協定の目標を達成するために、将来の観測施設や宇宙ミッションの開発に対して、より持続可能で、ゆっくりとしたペースの取り組みが必要であることを強調している。

近年、天文学研究による気候への影響が議論されており、天文学研究活動に伴う炭素排出量、例えば、学会への航空機による移動やスーパーコンピューターによるシミュレーションの実行などが、主要な炭素排出源と考えられている。

今回、Jürgen Knödlsederたちは、フランス環境エネルギー管理庁(ADEME)とフランスカーボンフットプリント協会(ABC)によって開発された手法に従って、およそ50の宇宙望遠鏡と40の地上に設置された望遠鏡について、構成素材、運用コスト、電力使用量、また宇宙ミッションと人工衛星のミッションの場合は打ち上げ時質量に基づいて、温室効果ガス排出量を見積もった。その結果、世界中で稼働している天文学研究施設の総炭素排出量は、二酸化炭素に換算して約2030万トンに上り、年間排出量は約120万トンであることが明らかになった。この年間排出量は、業務に関連する航空機での移動による推定排出量のおよそ5倍で、宇宙ミッションは総排出量の少なくとも1/3を占めていた。Knödlsederたちは、ジェイムス・ウェッブ宇宙望遠鏡やスクエア・キロメートル・アレイなどの研究施設が、それぞれ少なくとも30万トンの二酸化炭素に相当する炭素排出量に関与するだろうと見積もっている。これらの数字は、今回の調査で見積もられた研究施設の中で最も多くの炭素排出量を示している。

Knödlsederたちは、ADEMEの提言に基づいて、この調査でそれぞれの研究施設の炭素排出量の推定値に80%の不確実性率を採用したと述べている。関連するNews & Viewsでは、Andrew Wilsonが、「今回の結果は、むしろ予備的な推定値と考えるべきである」とする一方で、「より確実な、過程に基づいたデータがないことを考慮すれば、今回報告された結果は、より詳細な分析への重要な出発点となる知識への洞察と貢献をもたらす」とコメントしている。

Knödlsederたちは、スローサイエンスに対するコミュニティーの動き(例えば、新しいデータを取得するよりもデータアーカイブを活用することや、論文出版の圧力を減らすことなど)と並んで、天文学のインフラ整備をゆっくりとしたペースで進めることが、将来の持続可能性にとって重要であると結論付けている。

Space- and ground-based research facilities are the largest contributors to the carbon footprint of astronomical research — with annual greenhouse gas emissions equivalent to at least 1.2 million tonnes of CO2 per year — estimates a paper published in Nature Astronomy. These findings emphasize the need for a more sustainable and slower-paced approach towards developing future observatories and space missions in order to reach the goals of the Paris Agreement.

The climate impact of astronomical research has been discussed in recent years, with the carbon footprint associated with astronomical research activities — such as flights to academic conferences or running supercomputer stimulations — emerging as major sources of carbon emissions.

Following a method developed by the French Agency for Ecological Transition (ADEME) and the French Association Bilan Carbone (ABC), Jürgen Knödlseder and colleagues estimate greenhouse gas emissions for nearly 50 space-based missions and 40 ground-based telescope facilities, based on construction materials, operating costs, electricity usage and, for space or satellite missions, launch mass. The authors reveal that worldwide active astronomical research facilities have a total carbon footprint equivalent to approximately 20.3 million tonnes of CO2, and annual emissions equivalent to around 1.2 million tonnes of CO2. This annual figure is approximately five times larger than estimates for work-related flying, with space-based missions responsible for at least a third of total emissions. The team estimate that facilities such as the James Webb Space Telescope and the Square Kilometer Array will each be responsible for the equivalent of at least 300,000 tonnes of CO2. These figures reflect the largest footprints for facilities estimated in this study.

The authors note that they adopted an uncertainty rate of 80% for the carbon footprint estimate of individual facilities throughout the study, as recommended by the ADEME. In an associated News & Views article, Andrew Wilson comments that “the results should instead be seen as a preliminary estimate,” however, “given the absence of more relevant process-based data, the reported results offer an insight and contribution to knowledge that acts as a great starting point for more detailed analyses.”

The authors conclude that a slower pace of astronomical infrastructure construction is key for future sustainability, alongside a community movement for slower science, such as exploiting data archives in preference to acquiring new data or reducing publication pressure.

doi: 10.1038/s41550-022-01612-3

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