發(fā)射500萬噸鉆石?。靠茖W(xué)家開最“燒錢”腦洞

從向海洋傾倒鐵到向太空發(fā)射鏡子，利用“地球工程”冷卻地球的提議往往充滿爭議，有些甚至不切實際?，F(xiàn)在，腦洞大開的科學(xué)家又有了一個新想法，認為可以避免其他“地球工程”存在的陷阱。

在近日發(fā)表于《地球物理研究快報》的這項建模研究中，科學(xué)家報告稱，每年向平流層發(fā)射500萬噸鉆石微粒，可以使地球溫度降低1.6攝氏度，足以避免全球變暖帶來的最嚴重后果。然而，這個計劃并不便宜。專家估計，在本世紀剩余時間里，它將花費近200萬億美元，遠超使用硫微粒的傳統(tǒng)方案。

非營利性組織“太陽能地球工程公正審議聯(lián)盟”執(zhí)行董事Shuchi Talati說，像這樣權(quán)衡不同“地球工程”材料利弊的研究非常有價值。“你需要了解微粒的前期物理學(xué)知識，然后才能就其更廣泛的影響進行討論?！?/span>

這項新研究涉及一種被稱為平流層氣溶膠注入的“地球工程”。該想法的靈感來源于火山活動?；鹕絿姲l(fā)將數(shù)百萬噸二氧化硫氣體拋入平流層。在那里，這種氣體與水蒸氣及其他氣體發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸鹽氣溶膠—— 一種將陽光反射回太空的懸浮微粒。其影響可能是巨大的，例如，1991年皮納圖博火山噴發(fā)就在幾年內(nèi)使地球降溫0.5攝氏度。

但人工注入硫微粒會帶來許多氣候風(fēng)險。硫酸鹽氣溶膠包括微小的硫酸液滴，這是酸雨的主要成分之一。氣溶膠還會消耗臭氧層，加劇平流層變暖，擾亂低層大氣的天氣和氣候模式。

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院氣候科學(xué)家Sandro Vattioni和同事想知道，替代微粒是否會帶來更少的負擔(dān)。

于是，他們建立了一個3D氣候模型。該模型結(jié)合了氣溶膠的化學(xué)性質(zhì)、在大氣中的傳播方式以及如何吸收或反射熱量等信息，還考慮了氣溶膠的兩個較少研究的微物理性質(zhì)——沉降和凝結(jié)。太陽能“地球工程”的微粒會慢慢沉降出大氣層，其間提供更持久的冷卻。它們還應(yīng)該避免結(jié)塊，因為結(jié)塊往往會捕獲熱量，而單個、更圓的微粒會將熱量反彈回太空。

研究人員模擬了7種化合物的影響，包括二氧化硫以及鉆石、鋁和方解石的微粒。他們在模型中評估了每種微粒在45年內(nèi)的影響，其中每個試驗都在超級計算機上實時進行了一周多的模擬。結(jié)果表明，鉆石微粒在反射輻射的同時，還能持久保持在高空中并避免結(jié)塊。

Vattioni說，為了實現(xiàn)將地球冷卻1.6攝氏度的目標(biāo)，每年需要向平流層注入500萬噸鉆石微粒。因此需要大幅提高合成鉆石的產(chǎn)量，這樣高空飛機才能將這些磨碎的鉆石撒到平流層。

硫是被評估的微粒中第二差的，因為它傾向于吸收某些波長的光并捕獲熱量。這種平流層變暖不僅會抵消一些預(yù)想的冷卻，還會擾亂地球表面的氣候模式，如厄爾尼諾現(xiàn)象。Vattioni說，之前的研究低估了這一重要副作用。

然而，美國康奈爾大學(xué)氣候科學(xué)工程師Douglas MacMartin說，鉆石微粒也不理想，因為成本將是巨大的。一項研究估計，合成鉆石微粒的價格約為每噸50萬美元，是硫磺的2400倍，如果從2035年到2100年進行部署，成本將達到175萬億美元。

而一些科學(xué)家仍然反對進行“地球工程”研究。他們擔(dān)心大規(guī)模實施會帶來不可預(yù)見的后果，并認為這會“挪走”減少碳排放和氣候影響研究的資金。

美國普渡大學(xué)大氣科學(xué)家Daniel Cziczo說，鑒于所有懸而未決的不確定性，這一結(jié)論“非常具有誤導(dǎo)性”。