怪招治“高燒”

黃　祺

打把太陽傘還是沖個涼?地球正在變熱,有科學家正在研究絕對具有想象力的方法對抗升溫?

不容置疑的是,全球氣候正在變化,而且這種變化已超出了以往變化的幅度,溫度是表明這種變化最明顯也是最重要的指標?

在被認為最權威的報告---政府間氣候變化專門委員會揑PCC斀衲2月發表的報告中,顯示全球溫度變化的曲線圖,就像中國股市大盤一樣,一路快速上升?

生活在最近50年中的人們,已經能夠感受到這種"異常"---紐約的冬天可以穿夏裝,滑雪勝地阿爾卑斯山需要人工造雪,中國很多城市的夏天因為大量使用空調而電力緊張?

未來會怎樣?沒有人能夠給出確切的答案,但一些被稱作"悲觀的行動派"的科學家,卻在為糟糕的未來出謀劃策,想出天馬行空的"怪招",救治地球的"高燒"?過去,世界上不乏這樣另類科學家,但現在,他們的設想開始出現在嚴肅的科學雜志上?美國科學院院長拉爾夫·西斯羅非常鼓勵科學家們對這些方案進行嚴肅的研究,他認為,發表嚴肅的論文,有利于這些方案得到更好的論證?

沒有人喜歡悲觀的未來,但這些"地球工程學"的設想,也許能帶給科學界一些新的思路?

太陽傘和冷水浴

最能讓普通人理解的方案是"宇宙太陽傘"?地球的熱量來自太陽光,如果一部分太陽光能夠折射到別的地方,而不把太陽能帶到地球,地球不就能"涼快"很多嗎?

設計者的設想是,在宇宙中布置數以"萬億"計的遮光屏,這種遮光屏用極輕的材料制作,帶有自身定位系統?它們被擺布在宇宙中"拉格朗日點",這個位置是太陽與地球相互引力的平衡點,遮光屏在這個地方能夠始終保持與太陽和地球的固定距離?遮光屏是布滿幾微米大小洞眼的透明材料制作的,如果這個計劃實現,地球接受到的太陽能可以減少1.8%?有研究認為,地球接受的太陽能減少1.8%,就可以抵消大氣層中二氧化碳增加一倍帶來的溫度上升?

這個方案的主人是美國亞利桑那大學的天文學教授羅杰·安吉爾,他提出的這一構想,在美國航空航天局的幫助下,正在不斷完善?表面上看,似乎為地球撐一把太陽傘,是最簡單直接的降溫方法,但事實上,羅杰·安吉爾還有很多困難沒有解決?

怎樣把如此多的遮光屏送到合適的位置呢?羅杰·安吉爾給出的方法是利用電磁炮和離子推進器?2006年,歐洲航天局的月球探測器SMART-1已經借用離子推進器成功飛向月球,證明了離子推進器的效果?不過,電磁炮技術還需要進一步完善,而研發費用是一個像所需遮光屏數量一樣龐大的數字?

諾貝爾化學獎得主保羅·克魯岑也想到了一個直接的辦法---給發熱的地球洗個冷水澡?他的設想是,人工向大氣中散播上百萬噸的硫,硫在大氣中與氧發生化學反應,生成二氧化硫,二氧化硫遇到水變成硫酸鹽霧體,這些小顆粒可以反射太陽光或者吸收太陽能,使得到達地球表面的太陽能減少?

據說,保羅·克魯岑的這個想法來自菲律賓皮納圖博火山爆發的啟發?這座大火山在1991年爆發后,火山噴發出的1000萬噸硫進入大氣層,全球氣溫在第二年降低了1.5攝氏度?不過,皮納圖博火山爆發后,大氣臭氧含量下降?與太陽傘一樣,看起來切實可行的計劃還是有很多問題?大量的硫通過熱氣球運送到空中釋放,每年需要100萬個熱氣球,這顯然是一個龐大的工程?而且,人為讓大氣層中硫的含量集聚增加,究竟會給地球環境帶來怎樣的后果,還沒有確切的答案?

手術加內服補品

另一個思路是改造地球氣候自我調節系統?

大洋溫鹽環流是維持全球氣候系統的能量平衡至關重要的環流體系,加拿大阿爾伯特大學的研究人員彼得·費林和周松建(音)設計了一套幫助大洋溫鹽環流推進的系統,用來改善全球變暖帶來的危險?

電影《后天》描述的就是大洋溫鹽環流突然停滯的可怕場面,冰島和格陵蘭島附近海岸是溫鹽環流的主要源頭,那里冰冷的海水由于含鹽量高,融化后沉入北冰洋底,冰冷的海水向低緯度海洋流動,低緯度洋流攜帶著暖流向高緯度地區推進,完成能量的循環?

但是,隨著全球持續增暖,極地的冰川大面積融化,氣候變暖又使中高緯度地區降水增加,這些變化讓極地和高緯度地區海水的鹽度下降,當融化的海水與周圍海水沒有鹽度的差異后,冰冷的海水就不再下沉,溫鹽環流中斷?其后果是,北半球氣溫驟降,進入新的冰期?

推進器計劃是為大洋溫鹽環流添加一個"體外"儀器,幫助推進環流?設計者的設想是,在北冰洋設置8700個帶有水泵的平臺,在冬季,氣溫下降到零下10攝氏度左右時,水泵把海水制造成水霧,噴灑到海面上,水霧在海面上結冰?當人造冰層達到7.5米厚度,每秒鐘就會有100萬立方米的海水沉入洋底?

只要保證人造冰水中含鹽度足夠高,推進器計劃似乎在理論上是可行的,這個計劃預計耗資500億美元?不過,推進器計劃建立在大洋溫鹽環流的理論基礎上,溫鹽環流概念在1990年代誕生,人造浮冰究竟能夠怎樣改善氣候,還是一個未知數?

給海洋"施肥"的主意,有些類似中醫的"調養"理論?德國阿爾弗雷德·魏格納海洋研究所(AlfredWegener)的維克多·斯莫塔希克也是這種施肥理論的倡導者?大氣中二氧化碳的快速增加,被大多數科學家認為是導致氣候變暖的罪魁禍首,海洋浮游生物生長時,需要吸收大量碳元素?占全球海域面積約20%的海洋是缺乏浮游生物的"死海",如果給這些海域吃點補品---硫酸鐵化合物,就可以促進浮游生物的生長?

培養海洋浮游生物吸收碳的計劃已在小范圍內進行了試驗?實施試驗的維克多·斯莫塔希克說,按照他的計算,施肥計劃可以每年吸收大氣中10億噸碳,相當于目前二氧化碳排放量的15%?

看似簡單易行的施肥計劃,同樣面臨難題?和陸地上的植物一樣,浮游生物枯萎時會釋放二氧化碳,只有那些死亡后沉入海底的生物,才能把二氧化碳儲存在海底?但是,究竟有多少浮游生物在死亡后會沉入洋底呢?從占總量的1%到50%,都有可能,施肥效果也隨之波動?而且,進補會不會帶來海洋生態系統的紊亂,適得其反,也不得而知?

地球工程是救命稻草嗎?

盡管困難重重,但一些科學家還是在致力于完善這些拯救地球的方案,把地球最后的希望寄托在大膽的地球改造工程上?問題是,地球工程真的能成為救命稻草嗎?或者,它只會讓情況更加糟糕?

反對地球工程的人提出了這樣幾個問題:地球的氣候系統是如此的復雜而嚴密,人工影響氣候系統,真的能達到改善氣候的作用,還是適得其反?相對于地球上二氧化碳排放量快速增加的現狀,地球工程能抵消多少二氧化碳引起的氣候變暖?實施地球工程本身要消耗能源?增加經費開資,這些消耗用在減少二氧化碳排放量上是不是更合算?

如果上面的問題還是可以解決的科學問題,那么,實施地球工程牽涉的政治談判,更加難以解決,看看目前國際社會對減少二氧化碳排放量的爭論,就可以想見這種難度?

地球工程的影響一定會波及整個世界,每個國家都愿意承擔風險嗎?政府之間怎樣分擔義務,又如何計算受益?讓各國政府在地球工程上達成協議,不一定比地球工程中的技術難關更容易解決?