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气候黑客在科学界被称为“地球工程师”,几乎总是听起来像邦德的恶棍或疯狂的科学家。也许这种联系只是因为他们所做的事情的性质 - 或者他们打算做什么 - 这是利用新技术来扭转全球变暖的影响,从而重新调整地球的气候。风险和回报是令人愤慨的,但不要指望这些思想家能够保持在气候变化对话的边缘。随着损害程度变得清晰,它们将向中心阶段蔓延。
尽管如此,告诉代表我们最后希望的科学家与代表超越范围的科学家之间的区别几乎是不可能的。
全球二氧化碳水平已经超过了400ppm的里程碑 - 350ppm被认为是安全的 - 到2100年我们的星球看起来可能平均温度升高4摄氏度。一项新研究表明我们可能会看到海平面上升高达10英尺到本世纪末,这将把大片的土地放在水下。这就是说可能是开始绝望拍摄的时候了。气候黑客就是这样。
您可以(广泛地说)将气候黑客技术划分为两大方法:从大气中去除二氧化碳并增加太阳光反射回太空。这两种方法都很昂贵,依赖于技术,如果出现问题可能会有害。但他们比大灾难更好。
所以,考虑一下选项。如果我们必须选择一个,那么这个选择就算了。
1.大规模重新造林
森林在吸收过量二氧化碳方面非常重要,二氧化碳可以充当大气中的温室气体。森林消除了近30%的化石燃料排放的二氧化碳,但我们每年损失2500万英亩。砍伐森林的过程本身往往会释放出大量的排放物,因此,无论如何,削减摧毁世界森林将是一个有益的举措。伍兹霍尔研究中心的理查德霍顿估计,只有5亿英亩的重新造林土地将对全球变暖产生“非常显着的影响” - 这听起来很多,直到你认为世界使用10倍的土地用于放牧。
重新造林不会在一夜之间解决气候变化问题 - 在我们看到实质性影响发生之前,我们不得不等待几代人。几十年的幼苗需要长成一棵成熟的树。但转基因树木可以解决这个问题。尽管该术语仍然引起了批评者的愤慨,但转基因树木可以更快地帮助重新造林 - 甚至可以更快地吸收二氧化碳。我们甚至可以为特定种植的树木留出一些土地,以满足木材和生物燃料的需求。
2.海洋铁肥
铁是海洋中浮游植物的必需营养素。一些科学家希望将更多的铁引入海洋的上层,以增加浮游植物的数量,从大气中吸收更多的二氧化碳。这些浮游植物中的大部分被吃掉了,但大约20%到30%的浮游植物自然死亡,其碳酸盐骨骼很快下沉到海底。固定碳可以在寒冷的深海气流中悬浮数千年。
这里的想法不仅仅是让空气中的二氧化碳,而且还要将它隔离在偏远的地方 - 而且海底是完美的。更好的是,与其他气候黑客策略相比,将溶解的铁推入上层海洋水平以便浮游植物吸收相对便宜。
但与不太容易理解的再造林不同,海洋铁肥是一种更为非正统的策略。倡导者称,藻类大量繁殖不会对海洋生态造成任何重大负面影响,但怀疑论者认为用海洋生态系统攻击大气气候变化是荒谬的。由87个国家签署的伦敦倾销决议明确谴责海洋施肥活动与处理气候变化的首选方式“相反”。无论如何,许多研究人员目前正试图评估这种解决方案在大规模上可能会是什么样子,以及它在扭转气候变化方面可能发挥的作用有多大。
3.碳捕获与储存
人类可以简单地构建先进技术来捕获碳,而不是依靠生命系统来捕获碳。最现实的设计建议在化石燃料燃烧发电厂捕获二氧化碳 - 当气体向上移动烟道时,燃烧后燃烧;或者预燃烧,其中在燃烧发生之前除去二氧化碳,而氢气用作燃料。捕获二氧化碳后,您需要找到一种长期储存的方法 - 通常是气体或固体碳酸盐。你最有可能将它存放在地壳深处的地下。
CCS有一些很大的问题。一个是泄漏,这基本上会取消刚刚取得的任何进展,并且还可能使动物和人类暴露于毒性浓度。
但这并没有停止兴趣。世界上一些地方已开始试点CCS计划 - 其中16个每年捕获和储存3600万吨二氧化碳。公司继续投资于CCS研究,如果它可以被证明是一种可负担的,有效的减少二氧化碳的策略,CCS是最有可能从概念阶段到广泛采用的实践的气候黑客方法。
4. Suflate Aersols
像卡尔加里大学的David Keith这样的科学家希望以这样的方式设计纳米粒子,以便散射阳光并防止辐射被地球的温室气体所困,他认为像硫酸盐气溶胶这样的东西是要走的路。他引用了1991年皮纳图博火山爆发的证据,该喷发产生了足够的硫酸盐气溶胶,在一年内将地球降温约半摄氏度。
基思提出大规模设计类似的气溶胶,并将它们泵入全球大气层。这一战略的最大优势在于,由于火山,我们已经有证据表明这可行。公平地说,人们强烈关注气溶胶在大气中的毒性作用(嘿那里,酸雨!)。在2014年的电影中 末日列车 - 人类在空气中泵送物质以帮助缓解气候变化,这种泵送将地球推向新的冰河时代。
当然,这样的事情真的不太可能发生 - 硫酸盐气溶胶往往寿命很短(可能太短而不能很好地工作?),通常只需几周就能在空气中停留。并且这些颗粒可以被设计成对地球的大气化学具有较小的毒性作用并不是不可想象的。
5.海洋云增白
你可能还记得是怎么回事 矩阵 未来的人类将天空遮蔽,以防止机器使用太阳能。这个想法有点相同 - 相反,美白天空以防止太阳光线射出。它是如何工作的?
海水。具体来说,海水含有我们的老朋友浮游植物。一些研究人员认为,如果我们只是将更多的海水喷洒到海洋上空的空气中,微观浮游植物就会在云形成期间被困在大气中。最近的一项研究证实浮游植物如何帮助反射阳光并使云层在海洋和其他大型水体上更加明亮。
目前还不清楚这样的事情会有多么有效,特别是当你认为这种策略完全取决于当时云的形成情况时。我们都喜欢晴朗的天空,但在这种情况下,它使云增亮是一种完全无效的方法。
另一方面,它是一种非常自然的方法,也很便宜 - 你需要的只是一些高功率的喷水器和一些风。如果我们发现如何利用最佳的云层形成条件,解决气候变化的诀窍就是抓住一桶肮脏的海水,将它作为雾气射向天空。
6.重新结冰北极
极地冰和冰川是将太阳光反射回太空并防止热量升温的最佳方式。当然,全球变暖的重大后果之一是海冰迅速丧失。那么,如果它们只是不断消失,我们怎样才能利用这些冷冻白板的反射能力呢?
只需做更多。几年前,阿尔伯塔大学的彼得·弗林(Peter Flynn)建议在北极地区建造数千艘可以制造大量冰块的大型驳船。这种冰将取代北极几十年来遭受的损失,还有一个额外的特点:驳船上的风力水泵将海水淋在冰面上,冰层会冻结成更新的层。这些较厚的冰块会持续更长时间,并有助于将太阳光反射回太空。最重要的是,海平面上升至少会有一定程度的下降,所有的水都会变回冰层。