全球變暖已成為人類必須面對的重大環境問題,為遏制地球不斷升溫的趨勢,一些科學家主張對地球本身采取措施,并提出了一些驚世駭俗的終極方案。
宇宙太陽傘 防曬
盛夏酷熱,人們常會撐起傘以躲避毒辣的陽光。那么,是不是也可以利用一把宇宙太陽傘來保護我們的地球呢?美國亞利桑那大學的天文學家首先提出了這一構想。與常人設想不同的是,這一構想更加巧妙,既不需要在太空建造復雜的裝置,也不需要以月球為組裝和發射基地,只要在宇宙中布置大批帶有自身定位系統的遮光屏。這些遮光屏不是反光的,而是透明的,只不過讓太陽光線發生折射,使其從原來的入射方向偏離一定的角度,不會射向地球,這樣就能使地球所接收的太陽能減少1.8%。
每個遮光屏直徑60厘米,鏡片很厚,但質量很小,和一只蝴蝶的質量相去無幾。這些遮光屏分布在日地之間一個相當精確的地點——拉格郎日點。在這一點上太陽和地球相互的引力在這里正好處于平衡狀態,位于拉格郎日點上的物體始終能夠保持在同太陽和地球相對固定的位置上。
然而如何把這些遮光屏運送到預定軌道上卻是一件十分棘手的事。因為計算表明需要至少16萬億個遮光屏。目前解決方法是利用電磁炮和離子推進器將每個容納80萬個遮光屏的運輸艙送入太空軌道。雖然離子推進器在月球探測器上得到了成功的運用,然而電磁炮的發射技術卻有待進一步提高。此計劃大概需時50年,預計費用可能高達數萬億美元。
液硫熱氣球 冷卻
1991年,菲律賓皮納圖博火山爆發是上世紀規模最大的火山爆發之一。當時火山所噴發出的1 000萬噸硫直接進入地球大氣層,結果次年全球氣溫下降了1.5℃。科學家由此獲得啟發,在幾個月前提出,如果情況到了刻不容緩的地步,可通過人工方法向大氣層注入上百萬噸的硫,以此極端措施來解決全球氣候變暖的問題。
到底通過什么樣的方法呢?只需用熱氣球將硫或硫化氫送入距離地面20多千米的大氣層中即可。熱氣球所運載的含硫物質一經釋放就會與大氣中的氧發生化學反應生成二氧化硫。然后再遇水形成硫酸鹽霧體。這些數不勝數的微小顆粒通過對太陽光的反射或吸收,能夠減少抵達地表的太陽光能,從而使地表溫度下降。從理論上說,這種辦法是可行的。如果地球所接收到的太陽能減少1.8%,就可以抵消由于大氣層二氧化碳含量增加1倍而引起的氣溫上升。在成本方面,這一方案似乎也值得稱贊。熱氣球運輸方案預計耗資250億美元,這與氣溫下降在環境方面和社會方面所帶來的益處相比完全是值得的。然而,這一方案的實施還存在不少困難。首先從技術上說,每個氦氣氣球只能運載1噸的化學物質。整個計劃每年就需要100萬個熱氣球……更為重要的是,科學家還從未對在大氣層中人為釋放數百萬噸含硫物質后,可能在物理、化學和氣候方面所將產生的正面影響和負面影響進行精確地評估。
人造大浮冰 洋流
假如全球氣候災難性變遷所引起的不是整個地球氣溫上升,而是歐洲地區氣溫急劇下降,那該如何是好?盡管可能性很小,然而假如把熱帶海水的熱量攜帶至中高緯度地區,減弱氣候差異的大洋溫鹽環流一旦消失,這種情況還是有可能發生的。
大洋溫鹽環流的停止與氣候向冰河期過渡有關。為了消除這一可能出現的危險,加拿大阿爾伯特大學的兩位研究人員建議給洋流循環助上一臂之力。大洋溫鹽環流的主要源頭位于冰島和格陵蘭島沿岸。在那里,每秒鐘會有1 300萬~2 000萬立方米的冰冷海水由于含鹽量高、密度大而沉入北冰洋底。研究人員正是以此為理論依據,提出在北冰洋設置8 700個帶有水泵的平臺,當冬季氣溫約為-10℃時,水泵將海水以氣霧形式噴入空中,海水下落至海面時就會結冰。人造薄冰層形成之后,水泵繼續向將水霧化造冰,以提高冰層的厚度。
科學家通過計算發現,厚度為7.5米的冰層融化后,每秒可有100萬立方米的海水沉入海底。當春天到來時,水泵持續不斷地朝冰層上灑水。人造冰層由于氣溫上升而融化。融化后的冰水同周圍的海水相比,溫度更低、含鹽量更高、密度更大,因而會朝海底下沉。從理論上來說,這一計劃完全行得通,只要海水能夠在冰凍時保持足夠的鹽分。從成本上來看,這一計劃預計耗資500億美元。考慮到計劃實施后可以得益的人數,這筆費用還是物有所值的。然而,問題在于人造大浮冰是否真的能夠“推動”與歐洲大陸沿岸相關聯的回程暖流的形成。
如果不能確定人造海流的流向,這一計劃就毫無意義。然而,洋流周期長達上千年,目前的計算機還無法對時間跨度如此之大的變化進行模擬……
添加硫酸鐵 施肥
還有一種設想是讓海水富營養化,讓海洋植物超量繁殖,以便更多地吸收大氣中的二氧化碳。
這種設想是讓海水富營養化,讓海洋植物超量繁殖,以便更多地吸收大氣中的二氧化碳。游生物的不毛之海約占全球海域面積的20%,主要分布在南大洋。研究發現海水中鐵元素的缺乏限制了浮游生物的生長。不用費太多腦筋就能想到,只要在輪船的尾流中倒入成千上萬噸硫酸鐵的化合物,就能促進浮游藻類的大規模生長,然后借此吸收大量的碳元素。這就好比是利用常見而價廉的硫酸鐵“肥料”讓整個南大洋一夜成“林”。如果從現在開始,依靠鐵增肥技術每年可以從大氣中消除10億噸碳,大約相當于目前二氧化碳排放量的15%!而且,給海洋增肥非但不會引發生態危機,反而會提高海洋的物產能力,有利于漁業的發展。
盡管這些課題與地球未來的安危密切相關,但是,目前代表主流的科學家還是不主張采用這些不著邊際的研究課題。