“地球工程”,能拯救地球嗎?

今天，許多工程師和科學(xué)家都在為全球變暖帶來的可怕后果而擔(dān)憂，并認(rèn)為“地球工程”是除“節(jié)能減排”之外，人類將自己從氣候變化的巨大影響中解救出來的唯一辦法。

“地球工程”，指的是通過超大規(guī)模的工程手段，改變地球環(huán)境，遏制地球變暖的趨勢。那么，“地球工程”真能拯救地球嗎?

給海洋“施肥”

導(dǎo)致地球變暖的力量有兩個，一個是進(jìn)入大氣層的太陽輻射，另一個是在大氣層捕捉太陽輻射的溫室氣體。減少大氣中的溫室氣體是防止地球變暖的重要方法。在世界各國就減少溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)爭執(zhí)不下的時候，科學(xué)家們開始考慮另外的方案，通過工程手段“捕捉”大氣中的溫室氣體，從而減少大氣中的溫室氣體含量。

溫室氣體主要是二氧化碳，它是植物進(jìn)行光合作用的原料。因此，首先被想到的辦法就是通過促進(jìn)植物的生長來“固定”二氧化碳。大規(guī)模植樹造林是方法之一，不過能用來植樹造林的陸地面積是有限的，于是，給海洋“施肥”的想法誕生了。

海洋中有大量的浮游植物和藻類，它們形成了海洋中的草原和綠地。它們吸收二氧化碳，死去，然后帶著它們存活期間吸收的二氧化碳沉入海底。因此，科學(xué)家們認(rèn)為，通過促使浮游生物和藻類的繁盛，就可以從大氣中帶走更多的二氧化碳。而促使浮游生物生長的方法就是給海洋施加含鐵的肥料——微量鐵元素。

然而，世界許多地方的海水中幾乎不存在鐵。科學(xué)家們設(shè)想，可以將可溶于水的鐵化合物傾倒到大海中來解決這一問題。有研究認(rèn)為，每投放1噸的“鐵肥”，其催生的海藻類生物將通過光合作用從大氣中吸收10萬噸二氧化碳。

一個由來自印度、德國、英國、西班牙、法國、智利等國的生物學(xué)家、化學(xué)家、物理學(xué)家組成的研究小組2009年1月從南非出發(fā)，乘坐“極星號”科學(xué)考察船來到南大洋的西風(fēng)帶海域，在一個大洋漩渦中心約300平方公里的海面上拋灑了6噸可溶性的鐵化合物。經(jīng)過兩個半月的觀測，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在最初的兩個星期，這些藻類吸收的二氧化碳量增加了一倍。但是藻類的繁盛引來了大量以此為食的浮游動物，限制了藻類數(shù)量的增長。

科學(xué)家最后得出結(jié)論，在南大洋的廣闊海域施加鐵肥并不能達(dá)成大量吸收大氣中二氧化碳的目的，“這次試驗除了一大群大飽口福的端足目動物之外什么都沒有留下”。不過，科學(xué)家也指出，在其他海域的實驗可能會收到較好的效果，因為那些海域有浮游動物不吃的某些藻類。

給地球打“遮陽傘”

降低地球溫度還有另一個辦法，就是給地球打造一個“遮陽傘”，以減少照射到地球上的陽光，從而減少地球吸收到的熱量。

美國亞利桑那大學(xué)天文學(xué)和光學(xué)教授羅杰·安吉爾教授建議，將數(shù)萬億片的超薄鏡片發(fā)射到太空中，組成一個10萬平方英里的太空“遮陽傘”，改變陽光的路線，從而將射向地球的陽光減少2%。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的物理學(xué)家洛厄爾·伍德則提出另外一個想法，用直徑為百萬分之一英寸的鋁線編織一個大網(wǎng)發(fā)射到太空中，這張網(wǎng)就像是一個用極細(xì)金屬絲制作的屏幕，它不會完全阻擋陽光，但會過濾紅外線輻射。不過，制作并將這樣一個大網(wǎng)送入太空將非常昂貴。每削減百分之一的太陽輻射量需要的鏡面面積達(dá)到60萬平方英里。

除了從太空想辦法，還可以考慮在大氣層上做文章。科學(xué)家們在研究火山時發(fā)現(xiàn)，每次大型火山爆發(fā)后，地球往往會經(jīng)歷降溫過程。例如，1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)后，地球的平均溫度下降了大約0.6攝氏度，而且降溫效果持續(xù)了兩三年。美國地球物理聯(lián)合會的報告說，這是因為火山噴發(fā)后，2500萬噸含大量硫化物的火山灰進(jìn)入大氣層，與水蒸氣反應(yīng)形成硫酸微滴，這些微滴分散了一部分太陽輻射，使之反射到太空，使地球表面受到的陽光照射量減少了2%。

1995年諾貝爾獎獲得者、荷蘭化學(xué)家保羅·克魯岑教授由此大膽地提出了“復(fù)制”火山爆發(fā)的想法。他設(shè)想用火箭或者氣球?qū)⒋罅苛蚧菐У狡搅鲗樱斯ぶ圃煲粋€可阻擋陽光到達(dá)地球的硫磺“毯”，使地球冷卻下來。這個方法的有效性已經(jīng)得到證實。

爭議不斷

其實，科學(xué)家早在1965年就首次提出了“地球工程”這一概念，但至今科學(xué)界在這一問題上仍然存在著巨大的爭議。批評者認(rèn)為，“地球工程”可能有助于降低地球的溫度，但大規(guī)模改變地球環(huán)境可能會帶來很多不能預(yù)期的負(fù)面影響。

比如，減少輻射到地面的陽光，將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和太陽能產(chǎn)業(yè)帶來損失。更為嚴(yán)重的是，這很可能會擾亂全球降雨系統(tǒng)，加速地區(qū)干旱。在1991年皮納圖博火山噴發(fā)后，美國國家大氣研究中心的大氣科學(xué)家科溫就開始重構(gòu)降雨和大陸的徑流量模式。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，在火山噴發(fā)后，陸地降雨量減少，相對應(yīng)的徑流量和河流流量也呈下降趨勢，一些地區(qū)會發(fā)生中度和重度的干旱。往海洋中拋灑大量鐵元素刺激藻類生長，可能導(dǎo)致海洋“富營養(yǎng)化”，破壞海洋的生態(tài)系統(tǒng)。往大氣層中注入大量硫化物可能給本來已經(jīng)十分脆弱的地球生態(tài)帶來意想不到的危害，因為硫化物會破壞臭氧層，還會導(dǎo)致海洋酸化。

還有人擔(dān)心，如果這些工程措施被證明能有效減緩甚至逆轉(zhuǎn)地球變暖的趨勢，可能會打擊目前的節(jié)能減排努力，因為人們會覺得反正有辦法可以消除溫室氣體的影響，那何必要減排呢?

不過，隨著氣候變暖的局勢日益嚴(yán)峻，很多人開始考慮將“地球工程”作為拯救地球的緊急“后備計劃”。英國《獨立報》對全球知名科學(xué)家進(jìn)行的民意調(diào)查顯示，有54%的人認(rèn)為，如今局勢已十分嚴(yán)峻，需要一個涉及人工操控全球氣候的后備計劃，以抵消溫室氣體排放帶來的效應(yīng)。

美國總統(tǒng)科學(xué)顧問霍爾德任也表示，雖然“地球工程”是“最后的武器”，但現(xiàn)在應(yīng)該開始認(rèn)真審視這一問題了。

(邱寶珊薦自《環(huán)球》2009年第14期)