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人工“火山喷发”阻止全球变暖?但“停药反应”或将使物种灭绝

腾讯太空  · 公众号  · 探索  · 2018-01-24 21:46

正文

地球工程学,也称为气候工程学、气候调整或者气候干预,主要指主动的大规模的改造或操纵行星环境,以应对或者抵消大气化学成分变化带来的影响。

沐浴在清晨阳光中的野鹿,拍摄地点:德国东北部奥得沼泽地区海克瑙附近。


在2007年的国际间气候变化会议的结论中,提出地球工程学的方法,就是利用海洋去除大气中的二氧化碳,但这种方法大规模实现的可行性仍未被验证,地球工程学的成本估算也没有正式发布。研究表明,只要将太阳光遮挡掉1.8%,就能抵消大气层中双倍的温室气体所产生的变暖效应。


地球工程学主动大规模改造或操纵行星环境,以应对或者抵消大气化学成分变化带来的影响。


2008年11月,来自美国各地的一批研究人员聚集在斯坦福大学,参加了一个探究如何减少太阳能量输入大气层的研讨会。建议中最简单的方法,就是模拟火山的冷却效应,对高层大气注射二氧化硫。硫磺价格低廉,释放的手段也很简便,可以通过气球释放或经过垂直的管道抽运而达到平流层。二氧化硫会形成硫酸盐颗粒,直径约为0.1微米,大得足以阻止入射的阳光,但又小得足以让红外线波长,即来自地球的热辐射重新散逸到太空中去。


当然,这种喷射方法也不是毫无风险的,我们在地球大气层内所作的任何干预,都可能带来无法预测的副作用。1月22日发表的一项研究报告警告说,地球工程学开始实施之后,一旦突然终止,将会出现灾难性的后果,甚至可能会导致物种灭绝、整个生态系统遭到毁灭。


研究表明,只要将太阳光遮挡掉1.8%,就能抵消大气层中双倍的温室气体所产生的变暖效应。


“地球工程学的突然终止会导致全球变暖现象快速恶化,会给自然环境及生物多样性带来巨大的威胁”本次研究共同作者、新泽西州罗杰斯大学教授艾伦·罗博克说。


刊发于《自然·生态与进化》期刊的研究报告称,在这一灾难变化过程中,半个世纪的变暖效应将会在数年之内恶化,导致很多两栖类动物、哺乳类动物、珊瑚礁、陆地植物出现局部或全球规模的灭绝。


科学家制定的太阳辐射管理计划是将向上层大气层中注入数量高达几十亿的小颗粒,用于将一部分阳光反射回太空当中,目的是为了将地球表面温度减低1-2摄氏度。但还未经过实际检验。


1991年6月,经过600多年的沉寂,位于菲律宾吕宋岛、海拔1436米的皮纳图火山突然猛烈喷发。火山喷出的灰、沙、石、蒸气等直冲云霄。两周内,伤亡700余人,20多万人逃离家园,损失达50亿比索。


自然界在有的时候也会发生类似的过程:1991年,菲律宾的皮纳图火山爆发,将数千万吨的二氧化硫喷入了大气层的平流层,致使地球在两年左右的时间里,气温下降超过了0.5摄氏度。


二氧化硫会形成硫酸盐颗粒,直径约为0.1微米,大得足以阻止入射的阳光,但又小得足以让红外线波长,即来自地球的热辐射重新散逸到太空中去。


这项计划引发了很多争议,但该计划的支持者说,这项计划能够快速、低成本地缓解危险的全球变暖效应,再者,全球变暖效应已经在制造着很多灾难了。


同前工业时期相比,目前地球的平均温度仅只升高了1摄氏度,就已经导致人类世界的致命性热浪、干旱、风暴、海平面升高等现象大量出现。


2015年12月12日,巴黎气候变化大会通过《巴黎协定》,2016年4月22日,《巴黎协定》在纽约进行了签署,该协定为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。目前已经有197个国家签署了《巴黎协定》,该协定要求各国共同努力,确保全球变暖不要超过2摄氏度,如有可能,最好不要超过1.5摄氏度。


世界各国试图通过减少温室气体排放以实现《巴黎协定》规定的目标,但是,目前这些努力遭受了挫折,这一现状导致顶尖科学家及政策制定者开始严肃考虑地球工程学解决方案,这一方案在十多年前尚被认为不切实际。


马里兰大学教授克里斯托弗·特里索斯领导一个科学家小组,通过计算机模型方式对太阳-地球工程学解决方案进行了测试研究。


研究小组假定,从2020年至2070年的50年时间内,人类使用飞机按照每年500万吨的数量,将二氧化硫颗粒喷入赤道上空的平流层内。

“停药反应”

同时,人类也继续减少碳污染物排放数量,但是,碳排放的减少速度并不足以单独缓解全球变暖恶化。


计算机模型研究显示,对大气层进行颗粒注入的太阳-地球工程学解决方案能够帮助地球表面平均温度降低大约1摄氏度,这一降低幅度能够有效抵消十九世纪中期以来的升温效果。


但科学家警告指出,如果太阳-地球工程学解决方案突然停止实施,如果太阳光遮挡工程突然终止,地球温度将会以太阳-地球工程学解决方案未实施之前10倍的速度进行升高。这种灾难性情况会对野生动植物造成何种影响?

野生动植物需要以何种速度进行移动,才能够继续生活于宜居气候中?研究人员对此进行了计算。


他们发现,很多生物将无法以足够安全的速度进行迁徙,特别是两栖类及陆地哺乳类动物将难逃灭亡命运。植物的迁徙能力就更差了。


事态将变得更加糟糕:在很多情况下,野生动植物将不得不朝一个方向迁徙,以便发现适于生存的温度条件,但想要找到足够数量的降水,却得往相反的方向走。陷入绝境的生物将进退两难。


曾经出版过《气候工程学案例》的哈佛大学教授戴维·基斯认为,太阳辐射管理方案对生物多样性存在着潜在的威胁,他对法新社说,如果世界各国在实施太阳辐射管理方案之后又突然终止该工程,将会对野生动植物造成灾难性的影响,这种影响对地球来说就好比是“停药反应”。


他对法新社说:“突然终止地球工程学方案的决定必须得到世界各国几乎一致的同意。任何决定这样做的国家都将违背其自身利益,有的国家可能会单方面继续进行地球工程学方案。”







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