“巨型”方案阻止地球变暖

晓　妮

地球每年都向大气排放出比上一年更多的二氧化碳。尽管举办过多次大型的气候会议，尽管气候学家发出过无数次的警告和呼吁，二氧化碳排放量的减少仍然遥遥无期。为保护地球免遭“气候虚脱”，科学家们提出了阻止地球变暖的“巨型”方案。

字宙遮阳伞

为了降低地球表面的温度，美国亚利桑那大学的天文学家罗杰·安杰尔于2006年秋提出了他的设想：发射16万亿个直径为60厘米的薄硅片到太阳与地球之间，它们可以减弱1.8％的太阳光线，足以抵消由于二氧化碳的排放所造成的全球气温升高。这是个“巨型”方案。首先要将每100万个硅片整齐地堆叠在一个运送舱中，然后再用电磁炮依次把这些运送舱射入太空，到达预定轨道后那些带有自身定位系统的硅片随即被释放出来，连成一片，像遮阳伞一样为地球抵挡阳光。

20架高达3000米的电磁炮必须同时昼夜不停地以每五分钟一射的速度发射，需耗时10年。尽管电磁炮在此间会排放出大量的二氧化碳，但是安杰尔认为，遮阳伞能为地球减少的温室效应要超过电磁炮所产生温室效应的1000倍。这项工程从头到尾需要耗资1万亿欧元。

自上个世纪90年代地球持续升温以来，各种针对性的提议和方案就层出不穷。其中有一位美国物理学家、著名的“氢弹之父”，曾参与过“曼哈顿计划”的爱德华·特勒和他的学生罗威尔·伍德第一次提出在太阳和地球之间撑起一顶宇宙遮阳伞。不过他们认为这顶遮阳伞要用纯铝丝网制成，伞的直径为1000千米。

特勒认为，也可以用金属碎片来给地球降温，原理是放置在平流层的金属片可以反射一定波长的太阳光。或者，让千百万个直径4毫米大小，内充氢气、外涂铝膜的小球同时升空，也可以达到同样的效果。但是特勒却没有考虑到这样做的负面效应，比如制取铝的过程会产生大量的二氧化碳：另外，部分掉落到地球上的金属碎片可能会损害生态系统。

然而，宇宙遮阳伞方案存在一个严重的缺陷——它的影子覆盖不到地球的南北两极。极地过度的升温不仅会影响到全球的气候，还会融化极地的冰川，尤其是南极洲的冰川，其结果将是海平面急剧上升。安杰尔对这一缺陷也心知肚明，不过他辩解说：“比起实现设想来说，我更愿意激发大胆的设想。我们应该深入地研究这些方案，以备今后急救之用。”

将地球慢慢推离太阳

既然全球变暖和太阳的照射有关，那为什么不能通过将地球推得距太阳更远的办法来让地球变凉快呢?这一创意是由科学家在美国科学杂志《天体物理学和太空科学》上提出来的，其方法是借助一颗直径约100千米的小行星来改变地球的轨道。这也是一个“巨型”方案。

这颗小行星一旦被找到，它将被用作“重力弹弓”，科学家将会在这颗小行星上装上火箭，推着它在太阳系的轨道上运行。当这颗小行星足够近地飞过地球时，由于重力影响，它会慢慢地推动地球，许多年后，地球就会离太阳越来越远。

不过，这一计划也有许多可怕的“副作用”——每次当小行星飞过地球附近时，都会在地球上引发超级风暴和海啸；另外，还有小行星撞击地球的风险。

向海洋中投放金属微粒

不久前，美国科学家向美国政府提交了另一个“巨型”方案，即向海洋中投放具有反射特性的金属微粒，使阳光反射到宇宙中去。也有科学家建议用球状聚苯乙烯和白色塑料片代替金属微粒。但是这对海洋生物意味着什么，他们却似乎没有认识到，或者全然无所谓——至今为止，已经有千百万的海洋生物死于海洋中漂流的塑料垃圾。并且这一方案也不会长久有效，因为这群壮观的微粒很快就会在石油残渣和藻类的化学作用下消失殆尽。

给海洋施肥

上世纪末，海洋生物学家在海洋中陆续发现了“不毛之地”，这些海域中海水缺乏铁元素，浮游生物的繁衍受到了限制。于是他们设想：向海洋中倾倒铁沙，促进浮游生物的大规模生长，一旦它们死亡，会将吸收的二氧化碳随其遗骸永远地带人海底。2002年海洋研究人员做了第一次实验，首次施肥实验结果相当成功。

美国一些公司有意将这种方法投入商业使用。2007年秋天，普兰克托斯公司作为先行者，在加拉帕戈斯岛附近的海域进行了试验。然而，美国斯坦福大学和俄勒冈州立大学的研究人员在对其所产生的效应进行评估之后，得出的结论却是：这次试验不仅损害了海洋生态系统，还加重了温室效应，因为二氧化碳只有同浮游生物一同下沉至深海时，才可以被永久地封存。

事实上，只有很少量的二氧化碳最后能与浮游生物尸体一起沉人海底，绝大多数二氧化碳都通过不同的渠道很快又回到大气中。比如，许多浮游生物在海水的表层就已经腐烂，或者被生物链中更高级的生物吃掉，这意味着二氧化碳仍然停留在生态系统中。而且海水增铁还会产生比二氧化碳更剧烈的温室效应气体一甲烷和一氧化二氮。此外，这些人工浮游植物还耗尽了氧气，直接威胁到其他海洋动物的生存。面对众多环保主义者的反对，普兰克托斯公司的投资者不得不于2008年2月终止他们的投资计划。

安置碳收集器

美国政府筛选出一批应对地球变暖的可行计划，其中之一便是用碳分离器将二氧化碳从发电站排放的烟道气中分离出来。分离后的二氧化碳被压人地下，比如压入抽空的天然气地下岩石储集层中。

另外一种切合实际的方案就是安置碳收集器，顾名思义，它能够吸收空气中的二氧化碳。德国物理学家克劳斯·拉克纳设计了一种过滤器，外观酷似一棵人造树，当二氧化碳从“树枝”经过时，就会被其表面涂抹的溶剂所吸收。

按照拉克纳的设想，每平方米的碳收集器可以收集一个人一年的二氧化碳排放量。为了吸收全球每年30亿吨的二氧化碳排放量，需要建造3000万个这样的碳收集器。这无疑是一项艰巨的任务，但是仍然有投资者愿意为此项目斥巨资。

造云船游弋海上

众所周知，云层有降温作用，而云的形成需要一定的冷凝条件和空气湿度。美国国家大气研究中心的约翰·拉特哈姆提议，派一支特殊的船队游弋世界大洋，在船甲板上安装风轮，把大量的海水水滴喷射至大气中。水滴中的盐粒可作为冷凝剂，有助于水汽凝结成小水滴和小冰晶，进而形成可以反射太阳光线的云。据拉特哈姆估算，当海上层积云的反射能力提高3％的时候，就足以抵消全球的升温了。

据说，第一个水滴离心机的样本已经研发出来。

太空发电站

建造太空发电站，方法就是向太空中发射装载有巨型太阳能板的卫星，收集太阳的射线并以微波的形式传回地球，然后在地面上把微波转变为电能。一颗卫星产生的电能，相当于地球上一座煤电站的发电量。

能够在不产生二氧化碳的前提下发电，这种方案当然是值得肯定的，但是此项工程规模庞大。由于太阳能卫星必须精确地保持在地面接收器的上方某固定位置不变，所以必须将其发射到距离地球3.6万千米的地球同步轨道上，

而一颗卫星的重量就达3000吨，超过国际空间站重量的10倍。要把这样一颗卫星送到太空，必须动用100架航天飞机。

尽管如此，美国军方仍然向政府提议在10年之内完成太阳能卫星的试测，如果成功，它将向地球输送10兆瓦的电量。但是很显然，更简单、更划算的方法是直接在地球上用太阳能发电。

向平流层释放硫热气球

2006年，大气化学家保罗·克鲁岑提议，向平流层喷射千百万吨的硫化物颗粒，将太阳光线部分地反射回宇宙。实施方法则是每年用数千只热气球把硫化物带到空中。

他最初的灵感来自于火山爆发喷出的硫化物给地球带来的降温效应。模拟实验表明，5年之内，全球将出现工业化时期前的气温。按照克鲁岑的估算，这种“烈药医治”方案只需耗资250亿到500亿美元。克鲁岑曾经因破译了氯氟烃对臭氧层的腐蚀作用而获诺贝尔奖，由于这一殊荣，他的提案在当时引起了巨大轰动，而今却已呼声渐弱。

即使是专家泰斗也免不了犯错误。如同其他“巨型”方案一样，硫热气球也有很多负面效应。一个由德国和美国专家组成的科研小组于2008年4月在一份研究报告中指出，硫化物对臭氧层有腐蚀作用，而克鲁岑恰恰是因拯救臭氧层而享有很高的声望。

美国宇航局下属的戈达德太空研究所气候研究员加文·施密特指出了这一方案的另一缺陷：硫化物颗粒仅能在空中停留几年，因此必须不断地向空中补充。这些颗粒将会使空气变得污浊，我们恐怕要同晴朗的蓝天和明亮的阳光说再见了。这对生物圈将意味着什么，没有人能说得清楚。

沙漠罩塑料膜当“反射镜”

许多科学家都相信，如果将地球上的沙漠变成多面“巨大的镜子”，那么炽热的阳光就会被反射回太空中去。在地球上的其他地方，平均只有30％的太阳光被反射回太空，而在冰雪覆盖的地区，被反射回太空的阳光却高达90％，不过副作用就是，冰雪也会融化得更快。

科学家因此建议，人类可以在撒哈拉沙漠大面积地铺上反射性物质——譬如聚酯薄膜，那么就能将更多的阳光反射回太空，从而使地球变得更凉快。还有一个相似的主意是在海洋中大面积建立铺满白色薄膜的人造岛。不过这一计划有个重大的缺陷：那就是人类必须生产出空前数量的聚酯薄膜，而这一生产过程本身就会向地球排放大量的二氧化碳。

给冰川盖巨毯

科学家警告称，北极冰连续融化，将会使海平面上升，从而在全球引发大面积的洪水。诺贝尔奖得主、美国俄亥俄州大学伯德极地研究中心科学家贾森·波克斯相信，可以通过一种最简单的方法来防止冰河融化，那就是用巨大的毯子将它们盖住，不让它们照射到太阳光。事实上，阿尔卑斯山上的一些滑雪场为了防止积雪融化，已经在使用类似的方法。

波克斯已经在实践他的理论，他制造的1万平方米的“特制毯子”已经被运到了格陵兰岛，并被铺在了一个“融化区”上，不过效果还有待观察。

要遮住格陵兰岛的所有融化区，需要生产7.7亿条这种“特制毯子”，总耗资将高达2500亿英镑。

栽培改良大豆

也许大豆可以拯救我们的星球免于气候危机。美国加利福尼亚州的地球物理学家克里斯托弗·达奥堤建议在巴西雨林一带种植大豆，因为它的叶子可以反射太阳光中的部分红外线。他的绝招是把大豆叶片进行改良，使其长有很硬的茸毛。不仅大豆种植园区的温度会降下来，热带雨林的温度也会降低，最高降幅可达1.9℃。

目前，科学家已经研发出这种大豆的变种，它比一般植物多反射3％～5％的阳光，而且可以抵御虫害。

烟囱上装“超级过滤器”

烧煤的发电厂每年要向大气中排放成吨的温室气体，但如果在这些发电厂的烟囱上安装一种“超级过滤器”，就可以将二氧化碳气体转变成无害的碳酸氢钠(小苏打)。

据这种“超级过滤器”的研制商美国专家马克·克赖顿称，这一方法几乎可以自己为自己的花费埋单，也就是说，它的耗资几乎为零，因此，这一计划的可能性高达90％!

有待研究的其他问题

这些成本高昂的“巨型”方案虽然听来让人觉得不可思议，可在科学家中仍然不乏推崇者。一些科学家认为，解决全球变暖问题已经到了刻不容缓的地步，仅靠节约能源和运用可再生能源是无济于事的。当我们将来遇上因气候变暖而产生的旱灾、饥荒时，给地球造一个巨型保护伞这样的方案便可作急救之用，因此对这些方案的技术以及它可能带来的影响，都必须作详细的研究。

大多数科学家都对“地球工程”持断然拒绝的态度。他们认为地球尚有太多未解的奥秘，实施这些耗资巨大的方案可能收效甚微，而且很可能带来棘手的负面效应。

除此之外，还要考虑道德因素和国际法。应该由谁来决定是否实施这些方案?马尔代夫政府肯定同意，因为全球变暖使它的国土面临着被海水淹没的危险；而俄罗斯人则可能会反对，因为他们希望寒冷的西伯利亚变暖和些。

批评家还指出，地球工程应该为人类提供继续使用石油、煤炭和天然气的空间。不论如何，节能减排是目前人们力所能及的事情。