小心“地球工程”毀了地球-視野
今天的人類正面臨著全球氣溫上升、海洋變酸、冰原融化等嚴(yán)重威脅，對(duì)此我們能做些什么呢？科學(xué)家提出，使用可再生能源（清潔能源）是向著削減二氧化碳排放量邁出的正確一步。但是，僅僅依靠清潔能源不足以阻止氣候?yàn)?zāi)難的發(fā)生，而且時(shí)間上也太過(guò)緊迫。于是，一些科學(xué)家提出，可以采取一些更為激進(jìn)的辦法來(lái)改造地球，以幫助地球迅速降溫，這些辦法被統(tǒng)稱為“地球工程”。
但聯(lián)合國(guó)最近卻突然叫停“地球工程”?？茖W(xué)家指出，一些“地球工程”存在較高風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)對(duì)地球環(huán)境和生物多樣性產(chǎn)生難以預(yù)料的影響。
將臺(tái)風(fēng)消弭于無(wú)形
日本一家水工機(jī)械制造公司提出了一個(gè)征服臺(tái)風(fēng)（西半球的人也管它叫颶風(fēng)）的計(jì)劃。日本人最近在印度和日本為一種抽水潛艇申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，稱可以用來(lái)減輕臺(tái)風(fēng)的威力。我們知道，風(fēng)暴通常在溫暖水域漸漸積蓄力量，在溫度達(dá)到25℃左右時(shí)開(kāi)始形成風(fēng)暴，達(dá)到26，6℃時(shí)風(fēng)暴才能在海洋上空持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
日本人的設(shè)想很簡(jiǎn)單：一個(gè)由20艘潛水艇組成的船隊(duì)迎在臺(tái)風(fēng)前鋒處，每艘潛艇上安裝有8臺(tái)水泵，向著海洋表面每分鐘噴射480噸冷水，只需要短短一個(gè)小時(shí)，海洋表面溫度就會(huì)下降2℃，將一場(chǎng)蓄勢(shì)待發(fā)的臺(tái)風(fēng)消弭于無(wú)形之中。
這是一個(gè)瘋狂而大膽的主意，但是，有科學(xué)家指出，實(shí)施這一方案的最大挑戰(zhàn)是如何準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)所經(jīng)過(guò)的路線，而目前人類還難以做到這一點(diǎn)。此外，科學(xué)家還質(zhì)疑如此大規(guī)模地干預(yù)自然是否屬于明智之舉，因?yàn)榫腿蚍秶裕_(tái)風(fēng)或許是一種必不可少的自然現(xiàn)象，只是我們還沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)罷了。
給海洋施加含鐵肥料
為了應(yīng)對(duì)氣候變暖，有人提出在浮游植物生長(zhǎng)的海區(qū)投放大量含鐵肥料的建議，其原理是：浮游植物通過(guò)吸收二氧化碳進(jìn)行光合作用，但其數(shù)量卻受到海水中含鐵量少的限制，添加鐵的目的就是促使浮游植物大量生長(zhǎng)，并在這一過(guò)程中大量吸收二氧化碳。
但是，美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)表文章稱，蓬勃生長(zhǎng)的嗜鐵浮游植物會(huì)產(chǎn)生一種神經(jīng)毒素，吃了這種浮游植物的動(dòng)物會(huì)將毒素帶入食物鏈，危害和殺死鳥(niǎo)類、魚(yú)類和海洋哺乳動(dòng)物等，人類也會(huì)因食用海鮮而中毒。
研究人員提取東太平洋的海水樣本，在其中添加鐵，然后對(duì)海水樣本中的浮游植物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。結(jié)果令他們非常吃驚：含鐵肥料大大加快了浮游植物的生長(zhǎng)速度，但同時(shí)也抑制了其他海洋物種的生長(zhǎng)。更令他們吃驚的是：含鐵肥料令浮游植物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量神經(jīng)毒素，并對(duì)其他海洋物種正常攝取養(yǎng)料產(chǎn)生了不利影響。
研究人員指出，給海洋施加含鐵肥料可以吸收一部分大氣中的二氧化碳，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)，但大自然是非常復(fù)雜的，在將給海洋施肥作為截存碳的一個(gè)可行方案之前，我們必須嚴(yán)肅認(rèn)真地考慮可能出現(xiàn)的致命后果。
能把二氧化碳埋在地底下
化石燃料是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。在運(yùn)輸業(yè)所用能源中，石油占到90％；在電力行業(yè)所用能源中，煤炭占到50％。但是，燃燒化石燃料會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，造成大氣層二氧化碳濃度急劇增加，給地球帶來(lái)危險(xiǎn)。因此，我們必須在未來(lái)幾十年里大量減少二氧化碳的排放量。
然而，無(wú)二氧化碳排放的可再生能源，如風(fēng)能和太陽(yáng)能，目前并不足以完全取代化石燃料。所以，一些科學(xué)家提出了一個(gè)減少二氧化碳的辦法：捕獲二氧化碳并將其永久儲(chǔ)存在地下深處。
這聽(tīng)起來(lái)有些異想天開(kāi)，但實(shí)施起來(lái)其實(shí)并不太難，不過(guò)是石油和天然氣開(kāi)采的逆過(guò)程而已。具體來(lái)說(shuō)，包括三個(gè)步驟：首先，將二氧化碳與其他氣體分離。第二，通過(guò)管道將二氧化碳輸送到地下可滲透巖石層。最后，將二氧化碳注入地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并在那里儲(chǔ)存幾千年。
我們已經(jīng)知道如何捕獲和運(yùn)輸二氧化碳，以及如何將其儲(chǔ)存在地質(zhì)層中。那么，二氧化碳能在地質(zhì)層里停留幾千年嗎？
事實(shí)上，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里令天然氣無(wú)法從地質(zhì)層里逃逸出來(lái)的兩種大自然的機(jī)制，同樣也能留存二氧化碳——毛細(xì)管的力量和巖石類型。當(dāng)你用吸管吸吮杯子里的可口可樂(lè)時(shí)，你會(huì)注意到飲料被截留在吸管中。類似的情形也發(fā)生在地下——毛細(xì)管的力量讓有浮力的流體無(wú)法逃逸。另外，氣體被困在多孔巖石內(nèi)，上面是一層層堅(jiān)固的巖石，就像是飲料罐的蓋子。所以，在數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間里，沉積盆地留住了大量天然產(chǎn)生的二氧化碳和碳?xì)浠衔铩?br/>
如此看來(lái)，埋葬二氧化碳真是一個(gè)好辦法。然而，沒(méi)有人確切知道捕獲、輸送和儲(chǔ)存二氧化碳這一過(guò)程將花費(fèi)多大的代價(jià)。普遍認(rèn)為，從燃煤電廠捕獲和儲(chǔ)存二氧化碳將增加50％的發(fā)電成本。目前，傳統(tǒng)燃煤發(fā)電成本約為風(fēng)力發(fā)電的1／2，約為太陽(yáng)能發(fā)電的1／4，加上二氧化碳捕獲和儲(chǔ)存的成本，燃煤發(fā)電的成本仍低于可再生能源。
利用“人造樹(shù)”給地球降溫
為了減少大氣中導(dǎo)致全球變暖的二氧化碳，英國(guó)研究人員正在研究開(kāi)發(fā)“人造樹(shù)”——一種能夠吸收大氣中的二氧化碳的塔狀裝置，里面裝有各種能夠吸收二氧化碳的材料，可在應(yīng)對(duì)地球氣候變暖方面發(fā)揮重要的作用。
“人造樹(shù)”所用的材料是一種堿性樹(shù)脂，當(dāng)其接觸到酸性的二氧化碳時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。這種樹(shù)脂在空氣中放置一小時(shí)后，吸收二氧化碳的能力達(dá)到完全飽和程度，只需對(duì)樹(shù)脂吸收的二氧化碳進(jìn)行捕獲和儲(chǔ)存處理，恢復(fù)樹(shù)脂的吸附能力，就能循環(huán)使用。研究人員稱，一株含有10千米樹(shù)脂的“人造樹(shù)”，一天（24小時(shí)）可吸附一噸二氧化碳。“人造樹(shù)”每吸收一噸二氧化碳的成本目前約為150美元，該項(xiàng)技術(shù)完全成熟后，成本將降至20美元。
石油和天然氣公司很可能成為“人造樹(shù)”的最大客戶——石油企業(yè)需要將二氧化碳泵入地下，以提高壓力，將石油打到地面上來(lái)。溫室需要二氧化碳幫助植物生長(zhǎng)。碳酸飲料和打磨汽車零部件也需要濃縮的二氧化碳。這些潛在客戶目前都是通過(guò)卡車或管道輸運(yùn)獲得二氧化碳，而“人造樹(shù)”的一大優(yōu)點(diǎn)則是可以將二氧化碳儲(chǔ)存在任何需要的地方，而不需要專門(mén)從別處運(yùn)來(lái)。
專家指出，這一方案的可行性沒(méi)人懷疑，但問(wèn)題是我們目前仍不清楚得為此付出多大的代價(jià)。
位列榜首的“地球工程”計(jì)劃
空氣凈化器
通過(guò)化學(xué)工程或生物質(zhì)能量生產(chǎn)捕獲二氧化碳?？柤永锎髮W(xué)的氣候科學(xué)家大衛(wèi)·基思研發(fā)了一種空氣凈化機(jī)，每年可從每平方米大氣中提取20噸二氧化碳。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的地球物理學(xué)家克勞斯·拉克納研制了“人造樹(shù)”，吸收二氧化碳的能力勝過(guò)真正的樹(shù)木。大約需要25萬(wàn)臺(tái)這樣的“人造樹(shù)”來(lái)處理每年的二氧化碳排放量。
木炭
植物秸稈、雞糞等有機(jī)廢棄物在腐爛的過(guò)程中通常也會(huì)釋放二氧化碳，但如果對(duì)它們進(jìn)行處理，就可以將其變成一種叫做“木炭”的生物炭。生物炭隨著時(shí)間的推移還能繼續(xù)保持穩(wěn)定，并對(duì)土壤肥力和作物產(chǎn)量起到積極作用。據(jù)估算，如果在美國(guó)大規(guī)模推廣生物炭方法，每年可減少10％的化石燃料排放量。
太空反射鏡
在空間中布置巨大的反射鏡，以使照射到地球上的陽(yáng)光產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)?？紤]到地球軌道上有國(guó)際空間站，火星上有“流浪者”火星探測(cè)器，還有大約8000個(gè)人造物體環(huán)繞著地球軌道飛行，這個(gè)想法倒也并非完全是異想天開(kāi)，但具體實(shí)施起來(lái)恐怕并非易事。據(jù)美國(guó)亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家羅杰·安吉爾估計(jì)，要形成16萬(wàn)千米的巨型“遮陽(yáng)天棚”，需要發(fā)射幾萬(wàn)億個(gè)太空反射鏡，發(fā)射過(guò)程可能需要兩代人數(shù)十年前仆后繼的努力，所付出的成本代價(jià)將會(huì)是天文數(shù)字，而且反射鏡只能使用50年就要重新更換。盡管如此，該計(jì)劃目前仍獲得美國(guó)宇航局提供的資金支持。
向平流層噴撒浮質(zhì)顆粒
向大氣平流層，即至少離地面10千米的空中噴撒微小的浮質(zhì)顆粒，是保羅·克魯岑于2006年在他的一篇文章中提出的一個(gè)應(yīng)對(duì)全球變暖的主意。他的這個(gè)靈感來(lái)自于1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，當(dāng)時(shí)火山灰一直噴入35千米的高空，使地球氣溫明顯下降。如果要人工達(dá)到這一降溫效果，則需要用飛機(jī)或氣球噴撒浮質(zhì)顆粒。有科學(xué)家認(rèn)為這一方案具有一定的未知風(fēng)險(xiǎn)。
給海洋上空層狀云“增白”
這一方案是英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的工程學(xué)教授斯蒂芬·索爾特提出來(lái)的。他的想法是，利用風(fēng)力船將海水噴灑到大氣中，以增加云層的亮度。理論模型表明，最好在開(kāi)闊的海面實(shí)施該方案，因?yàn)槟抢镞h(yuǎn)離人類造成的污染環(huán)境，效果最為明顯。增加亮度的云層可為地球提供足夠的反射率，就像給大地戴上了一頂遮陽(yáng)帽。但也有科學(xué)家指出，不那么樂(lè)觀的是，這可能會(huì)對(duì)臭氧層造成影響。此外，需要至少1000艘海水噴灑船才能完成這項(xiàng)工作。
