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地球一“发烧”科学也“疯狂”
介绍六种为地球降温的技术构想

本报记者冯卫东
   尽管10年来旨在削减二氧化碳排放、遏止全球气候变暖的谈判无休无止,但全球二氧化碳排放量仍在继续上升。科学家说,唯一的希望是改变地球,改变其海洋和重塑其云层。

  今年早些时候,据联合国政府间气候变化专门委员会最新公布的评估报告称,考虑用三大技术来减少到达地球的阳光:轨道镜,硫磺粒子和增强云层。委员会推论,通过提高农林业的生产力,这些设想可能会产生有益的效果。被滞留在大气层的二氧化碳将刺激植物生长,同时,即使二氧化碳含量继续增加,阳光的减少也将使气温停止上升。

  现在,科学家们对我们这个星球变暖的速度之快感到忧急如焚,他们希望通过对地球进行人工干预,使我们的海洋和天空重新变得纯净起来。为此,科学家们提出了称之为“地球工程”的六大技术设想,旨在将地球从全球变暖中拯救出来。他们认为“地球工程”项目将是人类从气候变化的影响中挽救自己的唯一希望。

  然而,仅仅在几年前,这类技术构想———巨型太空镜,人工造云舰队和海洋施肥等方案———还被视为是荒诞不经的科幻故事。

  地球工程之一:海水泵

  成功的机会:3/5。对海洋生物的影响可能会激起对该计划的反对。

  两位英国著名的环保思想家,伦敦科学博物馆馆长克里斯•拉普利和盖亚是概念的创立者、牛津大学格林学院教授詹姆斯•洛夫洛克建议在海洋里竖立大量的管子,利用海潮的力量,把海底的冷水通过管子送上海面,同时将海底的磷、氮等养分带到海面。在管子底部附近设置单向阀门防止海水往下回流。这些上浮的海底生物对吸收二氧化碳是至关重要的。海底生物吸收二氧化碳后逐渐死去,然后下沉到海底,如此可将碳储存千年以上的时间。

  但海洋生物学家指出,该计划可能会对海洋生物构成重大问题,尤其是像鲸鱼这样的动物。

  地球工程之二:硫磺毯

  成功的机会:1/5。酸雨和臭氧层损耗的风险将挑起对该计划的剧烈争论。

  每次大型火山爆发后,地球往往会经历大幅降温。例如,1991年菲律宾皮纳图博火山爆发后,火山喷射的1千万吨硫磺进入了大气层,由此地球的平均温度下降了0.6摄氏度。

  1995年诺贝尔奖获得者、长期致力于臭氧层研究的保罗克•鲁琛教授由此大胆地提出了复制火山爆发的想法。他设想将数百枚装满硫磺的火箭发射到平流层,然后引爆,从而创建一个可阻挡阳光到达地球的硫磺“毯”,大约100万吨的硫磺将足以造成地球冷却。

  其他科学家则对此构想发出警告,他们担心这样大规模的硫磺进入大气层可能导致酸雨增加或破坏臭氧层。但鲁琛相信,如果地球按目前的速度继续升温,他的想法将仍有必要。他说:“如果我们要想防止出现2至3摄氏度的大幅升温,就应准备失去一点臭氧层。”

  地球工程之三:轨道镜

  成功的机会:1/5。难以置信的昂贵。

  来自太阳的辐射使地球变热,同时维持着地球生命。但由于地球持续升温,科学家便想要减少太阳辐射,一个最雄心勃勃的设想就是将一面巨大的镜子送入地球轨道。

  美国劳伦斯•利弗莫尔国家实验室物理学家洛厄尔•伍德曾提出一个想法,用直径为百万分之一英寸的铝线编织一个大网,就像是一个用极细金属丝制作的屏幕。这个屏幕不会完全阻挡阳光,但会过滤红外线辐射。

  然而,制作并将这样一面镜子送入轨道将是十分昂贵的。每削减百分之一的太阳辐射将要求镜面的面积达到60万平方英里。即便如此,反射镜一旦放入空中,运行成本却非常便宜。

  英国南安普敦大学国家海洋学中心海洋科学教授约翰•谢普赫德说:“这可是非常高技术的工作,谁知道他们是否真的能做到?这将要花费大量的金钱才能找出答案。”

  地球工程之四:造云盾

  成功的机会:2/5。需要全球重大承诺才能成功。

  美国国家大气研究中心的约翰•莱瑟姆和英国爱丁堡大学的斯蒂芬•萨尔特估计,用海水喷洒的方法将能增加4%%的云层厚度,这足以对付屏蔽太阳辐射的大气层中一倍的二氧化碳。该计划是一个对付不断上升的二氧化碳含量的较便宜的想法,且技术含量相对较低,如果计算机模拟能提供良好的结果,5年内有望进行现场试验。

  莱瑟姆承认该计划存在改变气候模式的危险。他说:“除非我们已经竭力研究它可能产生的影响,否则我们不应该在全球范围内实施该计划。但如果人们认为任何影响都不太可能比全球气候变暖引起的破坏后果更严重的话,那么我认为我们就应该开始实施。”

  地球工程之五:人造树

  成功的机会:4/5。碳隔离可在世界与气候变化的对抗中发挥重要作用,虽然也许不是以人工合成树木的形式。

  通过植树来吸收二氧化碳,已成为一个主要的生态产业。但现在,科学家们提出了一个奇特的变种技术:人工合成树木。这些树木不会生长,也不会开花和落叶,但他们会吸收二氧化碳。

  这个惊人的概念是美国哥伦比亚大学克劳斯•莱克纳的设想。在一次美国科学促进协会的年度会议上,他首度提出了该建议。他描述这些合成树木看起来就像“带有威尼斯百叶窗的球门柱”。

  莱克纳通过计算得出这样的一棵人造树一年可以清除约9万吨二氧化碳———超过1万5千辆汽车的排放量,和真正存活的树木相比,改善自然环境的能力超过1千倍。莱克纳的概念,其实是碳隔离技术的一个变种,碳隔离技术用来捕获碳并将其贮存于地下。该计划现已能清除由燃煤、燃气或燃油电厂产生的二氧化碳,并且是在二氧化碳排放到大气之前。其他计划则正在寻求将二氧化碳液化,然后储存在废弃的矿山或油井。

  但是,该技术并不对所有的污染物都有效,尤其是汽车或火车排放的废气。因此,莱克纳的人造树的工作原理就像一个过滤器来清除大气中的二氧化碳。它的百叶上具有一个像石灰水一样的吸收涂层可捕获二氧化碳,用完后可进行拆除,然后埋入地下。

  该计划的批评者说,在捕获二氧化碳的实际操作中,最终可能导致耗费的能源比节约的多。

  地球工程之六:施铁肥

  成功的机会:2/5。方法已在试验中,但由于存在危害海洋生命的可能,将面对相当大的阻力。

  浮游生物和藻类的繁盛形成海洋中的草原和绿地。它们吸收二氧化碳,死去,然后带着它们存活期间吸收的二氧化碳沉入到海底。最近,在美国伍兹•霍尔海洋学研究所的一次专家会议上,科学家们经过激烈讨论,形成的中心思想就是,增强浮游生物和藻类的繁盛,就可以从大气中带走更多的二氧化碳。

  使用的方法就是用含铁肥料刺激浮游生物的生长。微量铁元素是刺激海洋中浮游生物生长的关键。然而,世界许多地方的海水中几乎不存在铁,浮游生物也相对较少。一些美国企业集团已经开始实验,通过将成吨的可溶性铁化合物泵入大海来解决这一问题。目前有好几个实验已在实施中。

  但一些批评人士警告说,用这种方法,从大气层中消除的二氧化碳非常有限,同时这些计划却可能造成严重的污染。

  一个最后的解决方案?

  “地球工程”项目得到了英国曼彻斯特大学机械工程系布赖恩教授的肯定,他曾对这些伟大的设想保持中立,但他现在相信,目前减少二氧化碳排放的努力是注定要失败的。他说:“随着时间的推移,我越来越注意到气候变化问题的解决进展乏力,‘地球工程’似乎是一个最后的解决方案,我得说我们需要做到这一点。”布赖恩教授正在编辑的即将出版的英国皇家学会《哲学会刊》将专门讨论“地球工程”项目。

  美国华盛顿卡内基研究所的卡尔德拉也说,“地球工程”是一个值得研究的东西。如果我们能产生100个主意,其中97个是坏的,但有3个是好的,那么整件事情就是值得的。

  但“地球工程”的反对者指出这一技术项目并未从根本上解决问题,只是头痛医头,脚痛医脚,而且将来可能造成需要更多的技术来收拾残局。例如,给海洋施铁肥的计划可能会给海洋生物构成巨大的危害。“地球工程”的捍卫者则坚称,他们提出的消减温室气体排放的计划已经给自然生态系统带来了巨大的变化。

  生态学家詹姆斯•洛夫洛克说:“人为干预当然具有风险,可能会造成各种各样的生态后果,赌注是相当高的,但无所作为的后果也许会更加糟糕。”

  

  

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