关于气候的13个“疯狂”设想

2022-05-31 00:20
奥秘 2022年5期
关键词:疯狂二氧化碳科学家

气候变暖的最重要原因之一就是温室气体排放,因此,如何最大程度减少温室气体排放,是地球工程专家们目前最关心的问题。这是一条充满不确定性的路,如今尚未出现一套完美的解决办法,但这却阻止不了有的科学家想出一些别出心裁又新奇大胆的方案。

平流层喷雾法

甚至有人疯狂地提出,可以把太阳辐射给反射回太空,这样就能遏制全球变暖的趋势!

具体操作是“平流层喷雾法”——用飞机在热带地区15~20千米高空的平流层,长期且不间断地喷洒气溶胶,这样就能将太阳的一部分光线反射回去,给地球降降温。

1991年6月15日,菲律宾皮纳图博火山爆炸式大喷发是20世纪世界上最大的火山喷发之一,喷出了大量火山灰和火山碎屑流。火山喷发使山峰的高度大约降低了300米。

这个方案的灵感来源于1991年菲律宾皮纳图博火山的爆发,喷涌而出的火山灰和浓烟遮住了太阳,导致地球温度降低了大约0.5℃……然而气象专家很难预料类似“平流层喷雾法”这样的气候干预,到底会带来哪些不可控的后果。

干预卷云法

有些人认为,应该赶走地表“加热器”——卷云。

卷云是对流层中最高的云,然而它们从地表吸收的热量却远远高于反射出去的太阳辐射,这就造成了温室效应。科学家试图通过减少高空卷云的数量来遏制气候变暖,但目前只有几篇论文提及这个方案,并被认为是难以实现的。

地表反射法

如果我们把整个地球都变成一面“大镜子”,不就可以把太阳光全部反射回去了吗?

“地球反射法”这个方案是基于反照率效应,即所有物体都能反射出去一部分接收到的太阳能。物体表面越亮,反射出去的能量就越高。因此,科学家设想通过将屋顶和墙面刷白的方式来增加反照率。这个想法曾在2009年得到了时任美国能源部长的诺贝尔物理学奖获得者朱棣文的支持。一些公司也已经开始在这一市场投资。2015年,法国一家公司就将一家大型超市7000平方米的屋顶全部刷成了白色。

但白色易脏,而且涂料的制造也需要付出一定的生态代价。于是也有一些人提出,可以将沙漠用白色聚乙烯覆盖。

制云反射法

又有人在打云彩的主意了。

科学家认为,可以通过向大气喷射含盐的液滴,加速海面云层形成,来增加地表反照率。虽然这种做法比“平流层喷雾法”的干预性小,但来自美国和澳大利亚的科学家所进行的相关实验,却没有取得什么实质性的进展。此外,有专家认为,只通过增加某一地区海洋上空云层的做法,是不能使全球都降温的。

葡萄牙某工作室设计的云朵制造项目

生物质能吸收法

工业碳排放是造成地球温室效应的重要原因之一,所以如果能在源头上控制碳排放,就能遏制气候变暖。由于生物质吸收了大量二氧化碳,于是有科学家提出,應该在生物质发电站或燃料工厂所排放的碳物质进入大气前,就将其捕获或储存起来,这就是“生物质能–碳捕集和封存技术”。

但要实现这一目标,全球每年至少需要建造50座生物质发电站,但目前全球仅有十来座而已。此外,产出必要的生物质能需要更多的土地,这将不可避免的带来一些生物多样性和粮食产出等方面的问题。

直接空气捕获法

甚至有人打起了空气的主意……

若是能降低空气中二氧化碳的含量,就能遏制温室效应,“直接空气捕获”技术就是为了这一目的而诞生。不过,空气中二氧化碳浓度较低,若想通过装置将其过滤掉,就需要大量的相应设备。同时,设备运作所需的能量归根结底还是来自化石燃料,这就像一个吸尘器,一边工作一边吐灰。

目前,瑞士公司Climeworks已经在苏黎世建立了一间二氧化碳捕获工厂,工厂通过焚烧垃圾产出的能源运作,将滤出的二氧化碳注入地下,让其和玄武岩等活性岩层发生化学反应,最终形成稳定的矿物。2020年,全球共有15个过滤器模型投入使用,但它们花费昂贵。同时,一些生物学组织也担心这是一条错误的道路——它只会让能源转化的效率变得更低。

海洋施肥法

这是一个理论上看颇有吸引力的方法——向海中注入铁元素,或提高营养物质含量,刺激海面浮游生物生长,而这些生物会带着它们吸收的二氧化碳一起沉入深海。

这一将碳元素从海洋表面向深层传递的过程被称为海洋生物泵。在过去的几十年中,许多国家都尝试过向海洋投放营养物,可惜结果大多令人失望,有一系列的问题仍待解决:水质酸化、扰乱食物链、碳沉降效率低下等等。最后人们得出结论:通过给海洋施肥的方法刺激浮游生物吸收二氧化碳的效率是很低的,其他任何一种方法恐怕都比这个有希望。

在垃圾回收厂的屋顶上放置二氧化碳过滤器,将捕获到的二氧化碳运送到温室中用作肥料。

人工降雨法

在应对全球气候变暖的斗争中,人们总是寄希望于降水,故而人工降雨不失为一把好的武器。但人工降雨的覆盖范围极其有限,严格意义上来说并不属于地球工程。

最近几年,阿拉伯联合酋长国投资了云层播种实验,其目标是人为地转移来自印度洋的水汽,达到降雨的目的。但假如有一天这样的技术成熟了,会不会总有国家跳出来指责邻国偷走了本国的云呢?

强化风蚀法

有科学家认为,只要在土地上散布硅酸盐,让空气中的二氧化碳和地表岩石、矿物质发生风蚀自然反应,就可以减少温室气体的含量,同时这也是一种长期碳储存的方式。

顺着这个思路,也有人提出向海洋中投放碳酸盐,增强海水的碱性,增加海洋对大气二氧化碳的吸收能力。

但以上措施仅仅考虑到遏制全球变暖,却没有考虑到像这样大量投放化学物质到自然环境中到底会带来怎样的“副作用”。

造林法

我们都知道,植物可以吸收储存空气中的二氧化碳,所以阻止森林砍伐并加大植树造林力度,不失为一种环保而有效的遏制全球变暖措施。

《科学》杂志在2019年发布的一项研究表明,地球的树木覆盖面积是28亿公顷,在当前的气候条件下,地球上的土地实际可以支持44亿公顷的树木覆盖,而它们将可吸收储存2050亿吨碳!不过这些数值还仅仅停留在理论阶段,毕竟树木也是十分脆弱的,一场大火就可能将它们摧毁。除了树木,藻类也是被关注的焦点之一,因为它们也可以被大面积种植,利用光合作用来吸收二氧化碳。

我国在这一方面走在了世界前列,引领各国完成这一造福全人类子孙后代的千秋伟业。

中国大钦岛附近的一座藻类农场

生物碳法

通过焖烧的方法,可以让含碳的有机废物形成生物碳,将这些生物碳埋入土壤,可以有效地加强土壤的储碳能力。

这一领域的探索潜力是巨大的,但困难也几乎是无法跨越的。法国2015年推出了一套名为“千分之四”的碳封存计划,致力于每年在土壤中增加千分之四的碳储存量,这在理论上可以阻止大气中二氧化碳的增长。但这个目标看起来似乎还十分遥远,更不要说这一举动还可能会改变相关土地的物理、化学和生物结构,进而对自然界中的水循环和碳循环都产生影响。

压缩人类身高法

人类越长越高,数量越来越多,大个子吃得多,排放也多……于是有科学家提出,是否可以通过压缩人类身高,来让地球得到喘息呢?

这个疯狂的想法由三个来自牛津大学和纽约大学的哲学家在2012年提出。他们的主要观点是通过基因诊断与筛选,增加小个子人口的数量。不过,人类的身高很大程度上还取决于生活环境。而且,要让人类整体变矮,也需要数代的时间。

改变地球轨道法

最疯狂的设想来了……

儒勒·凡尔纳曾在《旋转乾坤》一书中这样描述:科学家们企图通过超强大炮改变地球的旋转轴,以融化极地冰盖,然后在那里开采碳资源。1993年,一位印度科学家也在《气候变化》杂志中提出了类似的设想:小幅度增大地球的活动范围,减少太阳辐射对地球的影响。中国科幻作家刘慈欣更在小说《流浪地球》中,向读者展示了通过在地表建造行星发动机来推动地球远离太阳的大胆计划!

显然,这些想法目前基本停留在科学幻想的阶段,也许有一天会走进现实。

●梁衍軍 荐自《海外文摘》

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