科技未來之:改造地球

【導語】一年一度的「地球一小時」,雖然熄燈一小時無法實質上節約能源,但每年因此而掀起一場對節能減排的討論,其意義足矣。相比「光說不練」的「地球一小時」,曾經還有過不少試圖改造地球、對抗氣候變化的瘋狂想法。

(隨著參與"地球一小時"城市和人口的增加,反對者的聲音也更響亮了)「2047年,美國和歐洲共和國決定支持77國集團的計劃,在大氣層中噴洒顆粒物,使得部分太陽輻射發生偏離,從而降低氣溫。這項決策具有劃時代的意義,被認為是人類和自然的第三次大分離。」

(想像圖,正在實施地球工程的飛艇隊)「儘管環保主義者激烈反對該工程,計劃還是如期推進了。隨後,環境災難並未降臨,這個項目最終贏得了認同。巨大的氣球升空,在平流層播撒下硫酸鹽微粒,形成了包裹著整個星球的反射薄霧。」

(科學家懷疑,在平流層播撒硫酸鹽,會把"藍天"染白)上述的文字假想了人類實施「地球工程」時的圖景。1.何謂地球工程?

(在自然界面前,人類的力量還是十分渺小)「地球工程」指的是通過超大規模的工程手段改變地球環境、遏制地球變暖及海平面上升的一些項目。雖然是「超大規模」,但地球工程並非愚公移山、精衛填海,而是用成本和技術門檻最低的方式「四兩撥千斤」。地球工程可大體分為三類:第一、通過反射陽光來對地球產生降溫作用;第二,通過大規模的操作來減少大氣中溫室氣體的含量;第三,旨在減少氣候變化或其影響的其他大規模操作。2.增加地球反射率:揚湯止沸?地球表面把接收到的陽光的大約30%反射回太空,吸收的陽光佔70%。這一類方法旨在稍微增加地球對陽光的反射率,抵消溫室氣體造成的全球變暖。2.1山寨版火山噴發

(1991年菲律賓的皮納圖博火山噴發時的情景)1991年菲律賓的皮納圖博火山爆發,2000萬噸二氧化硫進入大氣層,將太陽光折射回太空。在這些火山灰落回地面前,地球溫度降低了0.5攝氏度。同理,如果山寨一次持久性的火山噴發,將大量細小的硫酸鹽顆粒或硫酸發射到高空大氣以反射陽光,就能夠起到對地球降溫的效果。

(洛克希德馬丁公司的P-791飛艇也是用於播撒的備選載體)研究表明每年只需要幾百萬噸硫磺和80架每次能裝載10噸硫酸的飛機就足以使得地球溫度下降1至2℃,每年花費20億美元就能達到和上千億美元的低碳技術一樣的降溫效果。2.2噴水「漂白」雲層這個方案計劃利用無人駕駛的風力船把海水噴入大氣里,用來增加雲團的亮度,增加雲層的反射率,作為天然的阻熱屏障。

(該方案至少需要動用數千艘海洋噴霧船,才能發揮作用)科學家進行的模擬實驗已經顯示,人工將海鹽注入雲層,不僅會增加反射回太空中的熱量,造成冷效應,還能抑制細雨的形成,這意味著雲層能持續更長的時間,反射更多的熱量,從而使得冷效應較長時間持續。2.3在太空為地球「打傘」這個方案計劃將16萬億個「鏡片」發射到太空,製造10萬公里寬的遮陽罩,保護地球免受大量的陽光照射。

(示意圖:在太空設置鏡片)相比前兩個方案,這個方案的實現方式比較「科幻」:使用火箭將裝有「反光鏡片」的電磁發射器發射到太空,每個發射器內裝有80萬個鏡片,每個鏡片重量不足1克。10年內,火箭每5分鐘發射一次,將16萬億個鏡片送到距離地球150萬公里的軌道。

(發射如此大量的鏡片,使用太空電梯比傳統火箭更有效率)這些鏡片將自動調整位置與太陽成直角遮擋地球。該方案的倡議者計算得出,僅僅擋住2%照向地球的光線,就可能抵消大氣二氧化碳翻番的熱效應。3.「吃掉」二氧化碳:釜底抽薪 增加地球反射率雖然能夠抵消溫室氣體帶來的氣溫上升,但無法解決如海洋酸化等問題。另一些方案計劃使用化學或者植物的方法,將二氧化碳從大氣中移除,可謂釜底抽薪。3.1向海洋施加鐵肥料

(蓬勃生長的嗜鐵浮游植物會產生一種神經毒素,是該方案的潛在風險)向海洋「施鐵肥」工程,是此類構想中的一項。其原理為:葉綠素合成過程中的酶需要鐵作為活化劑,缺鐵是阻礙海洋浮游植物大量繁殖的主要原因之一。向海洋施鐵肥能夠催生浮游植物繁殖並吸收大氣和海洋中的二氧化碳。最後,浮游生物死去後沉入海床,與體內吸收的碳元素同歸於盡。

(一支科學家團隊在向海中投放"鐵肥")事實上,曾經有一位美國企業家在加拿大西海岸實施過一次真實的地球工程項目。他傾倒了100噸硫酸鐵,衛星圖像證實,在方圓10000平方公里內硫酸鐵人為催生了浮游生物大量繁殖。3.2生物炭:印第安人的老辦法幾百年前,亞馬遜印第安人用來提高土壤肥力的生物炭(biochar),在現代世界可以幫助減緩全球氣候變化,大規模生產生物炭可吸收大量溫室氣體。

(生物炭不是一般的木炭,是一種碳含量極其豐富的木炭)生物炭是在低氧環境下,通過高溫裂解將木材、草、玉米稈或其它農作物廢物碳化。製造生物炭是一種固定二氧化碳的經濟可行的方式,其產物保存在土壤中,幾千年都不會發生變化,生產可再生能源的同時,還提高了土壤肥力,提高農作物產量。

(另一種能夠從空氣中過濾吸收二氧化碳的裝置)3.3除了上述的兩類方案,還有一些比較無厘頭的方案:如封鎖住地球上的主要冰蓋,阻止它們掉進海洋,導致海平面上升。至於如何封鎖,科學家的答案是用足夠厚的毛毯覆蓋格陵蘭島以阻止那裡的冰川融化。

(全球氣溫升高將引發格陵蘭冰川震動並滑落海洋)4.對未知的恐懼:被叫停的地球工程

(實施地球工程或將威脅生物多樣性;圖為大堡礁)上述這些方案在數年前已經提出並引發熱議,但至今尚未大規模實施,這並非因為目前的技術不足以實施地球工程,而是聯合國擔憂地球工程可能對生物多樣性帶來風險,以及對社會、經濟和文化所造成衝擊,凍結了所有與氣候相關的地球工程。如今回望聯合國兩年多前的這個決策,難說如果地球工程沒有被叫停,如今會有什麼後果。

(人們更願意用堤壩防禦上升的海平面;圖為荷蘭的防洪堤)同時,此前的一個民意調查顯示,地球工程並不受民眾歡迎。65%的受訪者表示即使全球變暖也反對實施地球工程,而傾向於使用更安全的節能減排方法。45%的受訪者認為地球工程不可能有效;69%認為向大氣中添加東西弊大於利。5.改造火星:最極端的工程項目

(想像圖,地球化後的火星表面景色)或許因為一些非技術的原因,人類永遠沒有機會改造自己的母星。那麼,被人類的「上帝之手」最先染指的星球,很可能是火星。相比在火星表面建立「小氣」的居住基地,將火星改造為適合人類居住的環境的誘惑力相當大。

(「好奇」號火星車對火星基岩樣品的分析顯示,火星古代環境確曾適合生命存在)過去幾十年間,已經有各種各樣的方案浮出水面,欲將距離地球最近的行星——火星變成更適於人類居住的地方。此類工程的規模將無比龐大——科學家可能會改變彗星運轉軌道,令其撞擊火星以帶來海洋所需要的水澆灌水藻,提高火星大氣中的含氧量。其他方案還涉及將幾面巨大的鏡子安設在地球軌道,將陽光折射到火星極地冰蓋,從而釋放出液態水和二氧化碳氣體,啟動溫室效應。

(火星北極冰帽)【結語】回顧被「封印」的方案,並非誇耀人類的強大,而是提醒地球的脆弱。眼下的科技像尚未馴服的猛獸,和它能夠帶來的福祉和危害一起被關進民眾的恐懼幻化成的鐵籠。只是,等科技被完全馴服,翻手為雲、覆手為雨輕而易舉,人類是否有勇氣衝破曾保護過我們的「恐懼」,是否有勇氣征服新的邊疆?
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