小心“地球工程”毁了地球······ 青年文摘 alingn.com

  今天的人类正面临着全球气温上升、海洋变酸、冰原融化等严重威胁,对此我们能做些什么呢?科学家提出,使用可再生能源(清洁能源)是向着削减二氧化碳排放量迈出的正确一步。但是,仅仅依靠清洁能源不足以阻止气候灾难的发生,而且时间上也太过紧迫。于是,一些科学家提出,可以采取一些更为激进的办法来改造地球,以帮助地球迅速降温,这些办法被统称为“地球工程”。

  

  但联合国最近却突然叫停“地球工程”。科学家指出,一些“地球工程”存在较高风险,可能会对地球环境和生物多样性产生难以预料的影响。

  

  将台风消弭于无形

  

  日本一家水工机械制造公司提出了一个征服台风(西半球的人也管它叫飓风)的计划。日本人最近在印度和日本为一种抽水潜艇申请了一项专利,称可以用来减轻台风的威力。我们知道,风暴通常在温暖水域渐渐积蓄力量,在温度达到25℃左右时开始形成风暴,达到26,6℃时风暴才能在海洋上空持续旋转。

  

  日本人的设想很简单:一个由20艘潜水艇组成的船队迎在台风前锋处,每艘潜艇上安装有8台水泵,向着海洋表面每分钟喷射480吨冷水,只需要短短一个小时,海洋表面温度就会下降2℃,将一场蓄势待发的台风消弭于无形之中。

  

  这是一个疯狂而大胆的主意,但是,有科学家指出,实施这一方案的最大挑战是如何准确地预测台风所经过的路线,而目前人类还难以做到这一点。此外,科学家还质疑如此大规模地干预自然是否属于明智之举,因为就全球范围而言,台风或许是一种必不可少的自然现象,只是我们还没有意识到这一点罢了。

  

  给海洋施加含铁肥料

  

  为了应对气候变暖,有人提出在浮游植物生长的海区投放大量含铁肥料的建议,其原理是:浮游植物通过吸收二氧化碳进行光合作用,但其数量却受到海水中含铁量少的限制,添加铁的目的就是促使浮游植物大量生长,并在这一过程中大量吸收二氧化碳。

  

  但是,美国科学家最近发表文章称,蓬勃生长的嗜铁浮游植物会产生一种神经毒素,吃了这种浮游植物的动物会将毒素带入食物链,危害和杀死鸟类、鱼类和海洋哺乳动物等,人类也会因食用海鲜而中毒。

  

  研究人员提取东太平洋的海水样本,在其中添加铁,然后对海水样本中的浮游植物的生长情况进行监测。结果令他们非常吃惊:含铁肥料大大加快了浮游植物的生长速度,但同时也抑制了其他海洋物种的生长。更令他们吃惊的是:含铁肥料令浮游植物细胞内产生大量神经毒素,并对其他海洋物种正常摄取养料产生了不利影响。

  

  研究人员指出,给海洋施加含铁肥料可以吸收一部分大气中的二氧化碳,这是一个简单的事实,但大自然是非常复杂的,在将给海洋施肥作为截存碳的一个可行方案之前,我们必须严肃认真地考虑可能出现的致命后果。

  

  能把二氧化碳埋在地底下

  

  化石燃料是现代文明的基础。在运输业所用能源中,石油占到90%;在电力行业所用能源中,煤炭占到50%。但是,燃烧化石燃料会产生二氧化碳,造成大气层二氧化碳浓度急剧增加,给地球带来危险。因此,我们必须在未来几十年里大量减少二氧化碳的排放量。

  

  然而,无二氧化碳排放的可再生能源,如风能和太阳能,目前并不足以完全取代化石燃料。所以,一些科学家提出了一个减少二氧化碳的办法:捕获二氧化碳并将其永久储存在地下深处。

  

  这听起来有些异想天开,但实施起来其实并不太难,不过是石油和天然气开采的逆过程而已。具体来说,包括三个步骤:首先,将二氧化碳与其他气体分离。第二,通过管道将二氧化碳输送到地下可渗透岩石层。最后,将二氧化碳注入地质结构,并在那里储存几千年。

  

  我们已经知道如何捕获和运输二氧化碳,以及如何将其储存在地质层中。那么,二氧化碳能在地质层里停留几千年吗?

  

  事实上,在漫长的地质年代里令天然气无法从地质层里逃逸出来的两种大自然的机制,同样也能留存二氧化碳——毛细管的力量和岩石类型。当你用吸管吸吮杯子里的可口可乐时,你会注意到饮料被截留在吸管中。类似的情形也发生在地下——毛细管的力量让有浮力的流体无法逃逸。另外,气体被困在多孔岩石内,上面是一层层坚固的岩石,就像是饮料罐的盖子。所以,在数百万年的时间里,沉积盆地留住了大量天然产生的二氧化碳和碳氢化合物。

  

  如此看来,埋葬二氧化碳真是一个好办法。然而,没有人确切知道捕获、输送和储存二氧化碳这一过程将花费多大的代价。普遍认为,从燃煤电厂捕获和储存二氧化碳将增加50%的发电成本。目前,传统燃煤发电成本约为风力发电的1/2,约为太阳能发电的1/4,加上二氧化碳捕获和储存的成本,燃煤发电的成本仍低于可再生能源。

  

  利用“人造树”给地球降温

  

  为了减少大气中导致全球变暖的二氧化碳,英国研究人员正在研究开发“人造树”——一种能够吸收大气中的二氧化碳的塔状装置,里面装有各种能够吸收二氧化碳的材料,可在应对地球气候变暖方面发挥重要的作用。

  

  “人造树”所用的材料是一种碱性树脂,当其接触到酸性的二氧化碳时会发生反应。这种树脂在空气中放置一小时后,吸收二氧化碳的能力达到完全饱和程度,只需对树脂吸收的二氧化碳进行捕获和储存处理,恢复树脂的吸附能力,就能循环使用。研究人员称,一株含有10千米树脂的“人造树”,一天(24小时)可吸附一吨二氧化碳。“人造树”每吸收一吨二氧化碳的成本目前约为150美元,该项技术完全成熟后,成本将降至20美元。

  

  石油和天然气公司很可能成为“人造树”的最大客户——石油企业需要将二氧化碳泵入地下,以提高压力,将石油打到地面上来。温室需要二氧化碳帮助植物生长。碳酸饮料和打磨汽车零部件也需要浓缩的二氧化碳。这些潜在客户目前都是通过卡车或管道输运获得二氧化碳,而“人造树”的一大优点则是可以将二氧化碳储存在任何需要的地方,而不需要专门从别处运来。

  

  专家指出,这一方案的可行性没人怀疑,但问题是我们目前仍不清楚得为此付出多大的代价。

  

  位列榜首的“地球工程”计划

  

  空气净化器

  

  通过化学工程或生物质能量生产捕获二氧化碳。卡尔加里大学的气候科学家大卫·基思研发了一种空气净化机,每年可从每平方米大气中提取20吨二氧化碳。美国哥伦比亚大学的地球物理学家克劳斯·拉克纳研制了“人造树”,吸收二氧化碳的能力胜过真正的树木。大约需要25万台这样的“人造树”来处理每年的二氧化碳排放量。

  

  木炭

  

  植物秸秆、鸡粪等有机废弃物在腐烂的过程中通常也会释放二氧化碳,但如果对它们进行处理,就可以将其变成一种叫做“木炭”的生物炭。生物炭随着时间的推移还能继续保持稳定,并对土壤肥力和作物产量起到积极作用。据估算,如果在美国大规模推广生物炭方法,每年可减少10%的化石燃料排放量。

  

  太空反射镜

  

  在空间中布置巨大的反射镜,以使照射到地球上的阳光产生偏转。考虑到地球轨道上有国际空间站,火星上有“流浪者”火星探测器,还有大约8000个人造物体环绕着地球轨道飞行,这个想法倒也并非完全是异想天开,但具体实施起来恐怕并非易事。据美国亚利桑那大学的天文学家罗杰·安吉尔估计,要形成16万千米的巨型“遮阳天棚”,需要发射几万亿个太空反射镜,发射过程可能需要两代人数十年前仆后继的努力,所付出的成本代价将会是天文数字,而且反射镜只能使用50年就要重新更换。尽管如此,该计划目前仍获得美国宇航局提供的资金支持。

  

  向平流层喷撒浮质颗粒

  

  向大气平流层,即至少离地面10千米的空中喷撒微小的浮质颗粒,是保罗·克鲁岑于2006年在他的一篇文章中提出的一个应对全球变暖的主意。他的这个灵感来自于1991年菲律宾皮纳图博火山爆发,当时火山灰一直喷入35千米的高空,使地球气温明显下降。如果要人工达到这一降温效果,则需要用飞机或气球喷撒浮质颗粒。有科学家认为这一方案具有一定的未知风险。

  

  给海洋上空层状云“增白”

  

  这一方案是英国爱丁堡大学的工程学教授斯蒂芬·索尔特提出来的。他的想法是,利用风力船将海水喷洒到大气中,以增加云层的亮度。理论模型表明,最好在开阔的海面实施该方案,因为那里远离人类造成的污染环境,效果最为明显。增加亮度的云层可为地球提供足够的反射率,就像给大地戴上了一顶遮阳帽。但也有科学家指出,不那么乐观的是,这可能会对臭氧层造成影响。此外,需要至少1000艘海水喷洒船才能完成这项工作。

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