黄　祺

打把太阳伞还是冲个凉?地球正在变热,有科学家正在研究绝对具有想象力的方法对抗升温｡

不容置疑的是,全球气候正在变化,而且这种变化已超出了以往变化的幅度,温度是表明这种变化最明显也是最重要的指标｡

在被认为最权威的报告---政府间气候变化专门委员会揑PCC斀衲2月发表的报告中,显示全球温度变化的曲线图,就像中国股市大盘一样,一路快速上升｡

生活在最近50年中的人们,已经能够感受到这种"异常"---纽约的冬天可以穿夏装,滑雪胜地阿尔卑斯山需要人工造雪,中国很多城市的夏天因为大量使用空调而电力紧张｡

未来会怎样?没有人能够给出确切的答案,但一些被称作"悲观的行动派"的科学家,却在为糟糕的未来出谋划策,想出天马行空的"怪招",救治地球的"高烧"｡过去,世界上不乏这样另类科学家,但现在,他们的设想开始出现在严肃的科学杂志上｡美国科学院院长拉尔夫·西斯罗非常鼓励科学家们对这些方案进行严肃的研究,他认为,发表严肃的论文,有利于这些方案得到更好的论证｡

没有人喜欢悲观的未来,但这些"地球工程学"的设想,也许能带给科学界一些新的思路｡

太阳伞和冷水浴

最能让普通人理解的方案是"宇宙太阳伞"｡地球的热量来自太阳光,如果一部分太阳光能够折射到别的地方,而不把太阳能带到地球,地球不就能"凉快"很多吗?

设计者的设想是,在宇宙中布置数以"万亿"计的遮光屏,这种遮光屏用极轻的材料制作,带有自身定位系统｡它们被摆布在宇宙中"拉格朗日点",这个位置是太阳与地球相互引力的平衡点,遮光屏在这个地方能够始终保持与太阳和地球的固定距离｡遮光屏是布满几微米大小洞眼的透明材料制作的,如果这个计划实现,地球接受到的太阳能可以减少1.8%｡有研究认为,地球接受的太阳能减少1.8%,就可以抵消大气层中二氧化碳增加一倍带来的温度上升｡

这个方案的主人是美国亚利桑那大学的天文学教授罗杰·安吉尔,他提出的这一构想,在美国航空航天局的帮助下,正在不断完善｡表面上看,似乎为地球撑一把太阳伞,是最简单直接的降温方法,但事实上,罗杰·安吉尔还有很多困难没有解决｡

怎样把如此多的遮光屏送到合适的位置呢?罗杰·安吉尔给出的方法是利用电磁炮和离子推进器｡2006年,欧洲航天局的月球探测器SMART-1已经借用离子推进器成功飞向月球,证明了离子推进器的效果｡不过,电磁炮技术还需要进一步完善,而研发费用是一个像所需遮光屏数量一样庞大的数字｡

诺贝尔化学奖得主保罗·克鲁岑也想到了一个直接的办法---给发热的地球洗个冷水澡｡他的设想是,人工向大气中散播上百万吨的硫,硫在大气中与氧发生化学反应,生成二氧化硫,二氧化硫遇到水变成硫酸盐雾体,这些小颗粒可以反射太阳光或者吸收太阳能,使得到达地球表面的太阳能减少｡

据说,保罗·克鲁岑的这个想法来自菲律宾皮纳图博火山爆发的启发｡这座大火山在1991年爆发后,火山喷发出的1000万吨硫进入大气层,全球气温在第二年降低了1.5摄氏度｡不过,皮纳图博火山爆发后,大气臭氧含量下降｡与太阳伞一样,看起来切实可行的计划还是有很多问题｡大量的硫通过热气球运送到空中释放,每年需要100万个热气球,这显然是一个庞大的工程｡而且,人为让大气层中硫的含量集聚增加,究竟会给地球环境带来怎样的后果,还没有确切的答案｡

手术加内服补品

另一个思路是改造地球气候自我调节系统｡

大洋温盐环流是维持全球气候系统的能量平衡至关重要的环流体系,加拿大阿尔伯特大学的研究人员彼得·费林和周松建(音)设计了一套帮助大洋温盐环流推进的系统,用来改善全球变暖带来的危险｡

电影《后天》描述的就是大洋温盐环流突然停滞的可怕场面,冰岛和格陵兰岛附近海岸是温盐环流的主要源头,那里冰冷的海水由于含盐量高,融化后沉入北冰洋底,冰冷的海水向低纬度海洋流动,低纬度洋流携带着暖流向高纬度地区推进,完成能量的循环｡

但是,随着全球持续增暖,极地的冰川大面积融化,气候变暖又使中高纬度地区降水增加,这些变化让极地和高纬度地区海水的盐度下降,当融化的海水与周围海水没有盐度的差异后,冰冷的海水就不再下沉,温盐环流中断｡其后果是,北半球气温骤降,进入新的冰期｡

推进器计划是为大洋温盐环流添加一个"体外"仪器,帮助推进环流｡设计者的设想是,在北冰洋设置8700个带有水泵的平台,在冬季,气温下降到零下10摄氏度左右时,水泵把海水制造成水雾,喷洒到海面上,水雾在海面上结冰｡当人造冰层达到7.5米厚度,每秒钟就会有100万立方米的海水沉入洋底｡

只要保证人造冰水中含盐度足够高,推进器计划似乎在理论上是可行的,这个计划预计耗资500亿美元｡不过,推进器计划建立在大洋温盐环流的理论基础上,温盐环流概念在1990年代诞生,人造浮冰究竟能够怎样改善气候,还是一个未知数｡

给海洋"施肥"的主意,有些类似中医的"调养"理论｡德国阿尔弗雷德·魏格纳海洋研究所(AlfredWegener)的维克多·斯莫塔希克也是这种施肥理论的倡导者｡大气中二氧化碳的快速增加,被大多数科学家认为是导致气候变暖的罪魁祸首,海洋浮游生物生长时,需要吸收大量碳元素｡占全球海域面积约20%的海洋是缺乏浮游生物的"死海",如果给这些海域吃点补品---硫酸铁化合物,就可以促进浮游生物的生长｡

培养海洋浮游生物吸收碳的计划已在小范围内进行了试验｡实施试验的维克多·斯莫塔希克说,按照他的计算,施肥计划可以每年吸收大气中10亿吨碳,相当于目前二氧化碳排放量的15%｡

看似简单易行的施肥计划,同样面临难题｡和陆地上的植物一样,浮游生物枯萎时会释放二氧化碳,只有那些死亡后沉入海底的生物,才能把二氧化碳储存在海底｡但是,究竟有多少浮游生物在死亡后会沉入洋底呢?从占总量的1%到50%,都有可能,施肥效果也随之波动｡而且,进补会不会带来海洋生态系统的紊乱,适得其反,也不得而知｡

地球工程是救命稻草吗?

尽管困难重重,但一些科学家还是在致力于完善这些拯救地球的方案,把地球最后的希望寄托在大胆的地球改造工程上｡问题是,地球工程真的能成为救命稻草吗?或者,它只会让情况更加糟糕?

反对地球工程的人提出了这样几个问题:地球的气候系统是如此的复杂而严密,人工影响气候系统,真的能达到改善气候的作用,还是适得其反?相对于地球上二氧化碳排放量快速增加的现状,地球工程能抵消多少二氧化碳引起的气候变暖?实施地球工程本身要消耗能源､增加经费开资,这些消耗用在减少二氧化碳排放量上是不是更合算?

如果上面的问题还是可以解决的科学问题,那么,实施地球工程牵涉的政治谈判,更加难以解决,看看目前国际社会对减少二氧化碳排放量的争论,就可以想见这种难度｡

地球工程的影响一定会波及整个世界,每个国家都愿意承担风险吗?政府之间怎样分担义务,又如何计算受益?让各国政府在地球工程上达成协议,不一定比地球工程中的技术难关更容易解决｡