从种植覆盖整个大陆的森林到诱导降雨,研究人员已经开始提出、测试甚至在某些情况下实施大规模的地球工程项目,以彻底改变地球。这些项目旨在解决诸如荒漠化、干旱或大气中二氧化碳过多等问题,所有这些项目的最终目标是应对气候变化

最近的一份报告美国全球变化研究计划(Global Change Research Program)和其他13个联邦机构详细阐述了不受控制的气候变化的影响,比如极端天气事件频率的增加和农作物产量的减少每年给美国经济造成的损失数千亿美元等。这促使人们重新推动激进的解决方案,但其中一些方案遭到了强烈反对,地球工程作为一个整体也是如此。

反对者认为,人类没有充分理解全球自然循环的复杂性,胡乱摆弄它们可能会导致比它解决的问题更多的问题。

伟大的绿墙

一种已经在多个地方进行的项目是在地球上的大片区域建造绿色墙。这些都是由当地的植被组成的并且种植在沙漠的边缘来阻止沙漠化周围的区域。也就是说,沙漠边缘的土地已经很容易发生干旱,生活在那里的社区已经超负荷工作,造成了恶性循环,使居民难以生存。绿色的墙和支持的努力是为了振兴土地,使地球上的大片地区更适合居住。

最大的两堵墙是中国三北防护林项目该项目全长4500公里,旨在阻止戈壁沙漠的扩张非洲的绿色长城它有8000公里长,以减少撒哈拉沙漠的面积。

城墙的成功依赖于追踪植被模式的长期变化,而要做到这一点,研究人员需要数十年的卫星图像和被称为增强视觉效果分析图像。收集地球这是谷歌和联合国粮农组织(UN Food and Agriculture Organization)的共同努力,创建了一个开源接口,让研究人员可以访问所有这些数据。

挡住了太阳

去年哈佛大学的科学家他进行了一项测试,向大约20公里高的平流层发射了少量的气溶胶——这些气溶胶还不足以产生任何显著影响。这些气溶胶含有硫酸盐等化合物,可以反射射入的阳光,降低全球气温。

一篇论文2017年发表在该杂志上大气化学与物理声称向大气中注入气溶胶本质上是模拟火山喷发的火山灰羽。而且,就像火山灰羽一样,一旦被注入平流层下部,这些气溶胶将迅速扩散,从而影响地球的大片区域。

研究人员还在考虑向太空发射一把巨大的遮阳伞,以控制击中地球的太阳辐射量。这个想法已经存在了几十年,但直到最近才得到发展。

例如,2018年的一篇论文航空航天技术与管理杂志描述了作者所称的HSS,或巨大空间盾的发射。计划是把一块又薄又宽的碳纤维片放入拉格郎日点在地球、月球和太阳之间的复杂引力系统中,这是一个相对稳定的点。冰盖只能阻挡一小部分太阳辐射,但足以将全球气温降至海平面以下1.5摄氏度国际气候变化专门委员会设定的限制。

另一些人则想通过刺激云层的形成来阻挡阳光,这个过程被称为云种散播.要下雨,空气中的水分需要冷凝,这意味着它需要温度下降和周围的东西冷凝——这是一个有趣的概念成核.自然,水滴会在尘埃、花粉、海盐、甚至是细菌但科学家已经证实,碘化银或干冰等化合物也能起到同样的作用。该计划是将这些物质注入干旱地区上空的大气,从而增加云量和降雨。

从大气中去除二氧化碳

直接空气捕捉(DAC)是一种混合化学物质,它与二氧化碳结合,但对其他气体不起作用。当空气通过DAC机器(也被称为人造树)时,二氧化碳会附着在化学物质上,被能量激发后再次释放,从而被捕获、存储、回收或再利用。一家瑞士公司Climeworks建造了唯一一个用于捕获和转售二氧化碳的商业工厂。他们的目标是到2025年捕获全球二氧化碳排放量的1%。

从大气中去除二氧化碳也可以通过在海洋中播种来完成,海洋是地球上主要的碳汇之一去除大约30%的二氧化碳。最上面的两种方法是用铁和石灰。铁施肥是为了刺激浮游植物的生长,浮游植物从大气中吸收二氧化碳,并帮助它沉积在海底。

在一个朝鲜纸2018年发表的论文中,作者回顾了过去25年的铁播种实验,得出的结论是,它可能是一种可行的解决方案,尽管他们承认,有必要进行更多的测试。添加石灰会与已经溶解在海洋中的二氧化碳发生反应,将其转化为碳酸氢盐离子,从而降低海洋的酸度,使它们更容易吸收更多的二氧化碳。

治疗比疾病更糟糕吗?

虽然这些想法看起来很有希望,但也有一系列潜在的有害影响。2008年,191个国家批准了a联合国禁止海洋施肥出于对未知副作用的恐惧,比如改变食物链或创造区域低氧浓度。罗德岛州议会通过了2017年地球工程法案该机构声称,“地球工程包括许多涉及危害人类健康和安全、环境以及罗德岛州经济的危险活动的技术和方法。”

尽管反对派,一些公司正在游说政府通过地球工程计划,科学家继续设计和试验新的想法。但这些计划的一些所谓的好处正受到质疑。最近发表于自然声称减少太阳照射到地球表面的辐射量无助于阻止气候变化对作物的有害影响。

当然,问题是,我们是否真的掌握足够的知识来参与其中地球工程?例如,如果大规模的云播撒改变了急流并推迟了东南亚的季风季节,会发生什么?这会对水稻作物产生什么影响?或者如果向海洋倾倒数吨的铁会破坏智利沿海的鱼类种群呢?

没有人确切知道这些地球工程项目可能会产生什么影响——但也有可能它们就是我们一直在寻找的解决方案。

图片来源:FoxPix1/Shutterstock.com

斯科特目前正在为联合国做研究和编辑工作。他最感兴趣的是可持续能源、全球政治和加密货币。在业余时间,他喜欢读书和户外活动。