向大氣層噴射顆粒，地球科學家們模擬火山噴發試圖控制全球變暖

近日，兩位來自哈佛大學的氣候學家正在準備開展他們的小規模大氣實驗。據悉，該實驗將為人類如何進一步有效治理全球變暖問題提供一個全新的視野。

當前，該實驗計劃已經成為官方規定的全球最早地球工程室外實驗。這也表明了科學家們對全球變暖這一危機將展開更加嚴謹的科學研究。

明年，哈佛大學教授大衛·基恩（David Keith）和弗蘭克·科伊奇（Frank Keutsch）將在美國亞利桑那州圖森發射一顆高空熱氣球，其下部纜車上配有提供動力的螺旋槳和相關的感測器等設備。

目前，初步的測試工程表明，這顆名為「StratoCruiser」的熱氣球將向大氣平流層中噴射霧狀的二氧化硫，氧化鋁以及碳酸鈣等物質，然後利用感測器觀測大氣中這些顆粒物的反射率，分散或聚集程度，以及它們與大氣中其他物質的相互作用方式。

高空粒子噴射實驗

早在2014年，就有研究人員提出利用氣球開展大氣實驗的設想。直到上周五，在美國華盛頓召開的地球工程研討會上，基恩表示，他們已經開始與亞利桑那州的一家熱氣球技術公司對該項目開展合作。而且他們還將同時建立一個獨立小組來不斷論證該試驗的可行性。

在此之前，基恩在接受MIT科技評論採訪中曾表示，該項實驗不僅僅是將地球本身孤立起來進行研究。它甚至還能幫助我們重新認識關於如何有效控制太陽輻射等問題。

關於該實驗的基本思想，其實就是某些被噴射到平流層的顆粒可以將更多的熱量反射回太空。科學家相信該實驗能夠取得成功，因為大自然已經向我們展示了其可行性：大規模的火山爆發曾將數千萬噸的二氧化硫噴向天空，而這些大氣中的二氧化硫也正是讓隨後幾個月全球氣溫明顯下降的主要原因。

不過對於這項實驗，仍有一些問題值得進一步探討，比如該技術是否能達到精確控制全球溫度？用哪些物質是最有效的？以及這項實驗對於環境有什麼副作用？畢竟曾經的火山爆發在導致全球氣溫下降的同時，也降低了全球部分地區的降水量，其釋放的二氧化硫也在一定程度上破環了大氣臭氧層。

對此，基恩曾利用計算機建模技術，來尋找對臭氧層產生溫和影響的其他代替材料（包括金剛石粉和氧化鋁）。去年年底，他和科伊奇等人聯合發表了一篇論文，文中指出可以使用方解石作為替代品（一種由碳酸鈣組成的礦物），「它能夠在冷卻地球的同時修復臭氧層。」

如基恩所說，氣球實驗將給我們提供更多關於大氣顆粒的信息，以及這些化學物質如何與臭氧層發生反應，同時也可以幫助研究學者們完善對太陽能地球工程的認識和理解。

不過就當前來看，現在就說要採用地球工程技術來治理全球變暖問題還為時過早。但基恩多年來一直認為，這項研究應該向前推進，以便及早了解其可能性和危險性，因為如果該實驗真的奏效，勢必將大大減少氣候變化帶來的不良後果。

目前，早期的實驗資金將來自哈佛大學給基恩等人提供的教職津貼，同時哈佛地球工程研究項目負責提供補充資金，該項目是今年春天發起的一項多學科研究，其旨在研究地球相關工程的可行性，風險性，倫理和治理問題。截至發稿時間，這項研究計劃已經從微軟共同創始人比爾·蓋茨，休利特基金會，阿爾弗雷德·斯隆基金會，哈佛內部基金和其他慈善家籌集了共700多萬美元。

不過，與地球科學家們想法截然相反，一些地球工程評論家對該項研究前景表示不容樂觀。他們認為，氣候系統的高度複雜性會讓科學家們無從下手，因為研究的環境風險太高；不能認為單純的技術性「修復臭氧層」就可以緩解「減排」帶來的壓力。

歷史上，科學家們只開展過兩次有記錄的地球工程相關露天實驗：一次是2011年美國加利福尼亞大學聖地亞哥分校的研究人員將煙霧和鹽粒子在加利福尼亞海岸噴射，這是作為當時E-PEACE實驗的一部分；另一次是2009年俄羅斯科學家利用直升機和汽車，噴出氣溶膠顆粒，試圖分析該顆粒如何對反射陽光產生影響。

俄羅斯科學家的氣溶膠顆粒實驗

早些時候，美國能源部下屬勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的前任副主任簡龍（Jane Long）在接受採訪時曾說，研究人員需要將地球科學試驗長期開展下去，這樣才能讓公眾時刻對此保持關注，並贏得更多的投入以及建立合適的監管制度。

「我們早在十年前就該開始這項研究，」簡龍說：「現在對我們來說，最重要的是我們如何在最短的時間內掌握更多的信息。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！