下海撒鐵、上天潑酸！為了給地球降溫，人類真的很拼
炎夏來襲，在室外熱得快中暑的你有沒有幻想過身處極地冰雪世界。可是，北極的日子並不好過，近十年北極海冰持續融化，消失面積相當於中國的東北三省。
地球和你一樣正飽受高溫折磨，怎麼給他解暑降溫呢？除了人人都知道的降低溫室氣體（主要是二氧化碳）排放量來緩解溫室效應，科學家們還想過很多方法給地球降溫，有的甚至很奇葩——比如，今天要介紹的下海撒鐵、上天潑酸！
圖 | Wikipedia
給我半船鐵，還你一個冰河時代
這句狂言來自於美國海洋學家約翰·馬丁。
丁常年關注南太平洋地區的海洋生態。他發現，這片海域雖然遼闊，卻生機寥寥。分析原因，他認為南太平洋的海水中缺乏鐵元素，而這種元素又是浮游植物生長所必須。龐大的浮游植物群體，也是吸收大氣中二氧化碳的主力軍[3]。
基於這一邏輯，馬丁提出，如果給海洋補鐵，促進浮游植物增長，就可以降低二氧化碳濃度，從而抑制全球變暖。
馬丁的這種構想，被稱為「海洋鐵質施肥（Ocean Iron Fertilization）」。這個念頭在當時太過瘋狂，直到馬丁去世，都沒有被施行過。
然而，隨著變暖問題的日益嚴峻，馬丁的設想迎來了轉機，人們開始對「海洋加鐵」的構想產生了興趣。世界範圍內，陸續有人開展了實驗，其中，最著名的是IronEX系列實驗。
1995年，科學家們在赤道選取了一片100平方千米的海域，向其中傾倒了225千克的鐵鹽粉末。這些鐵元素著實讓浮游植物開心，大量繁殖的藻類甚至把海水染成了藍綠色。值得欣慰的是，這些浮游植物顯著降低了水體中的二氧化碳濃度[4]。
位於南大西洋的一片水域，浮游植物大量生長，將海水染成藍綠色 | NASA
然而，我們仍然說不清楚，海中加入鐵是否真的可以減少大氣中的二氧化碳。因為海洋上面的空間太過遼闊，又伴隨著天氣與風向的問題，即使觀測到了大氣中二氧化碳濃度的改變，也沒有人敢下百分之百的斷言，證實這是加鐵帶來的變化。更糟的是，大量的加鐵，引發了複雜的海洋化學反應，釋放出了大量的N2O。這種氣體的溫室效應，比二氧化碳要高300倍[4]。
「海水加鐵」方案受到多方質疑，歸根結底，是因為人類無法只通過如此小範圍的實驗，來推斷整片海洋中鐵元素所扮演的角色。而且，持續加鐵會對海洋生態系統造成怎樣的影響，誰也無法說清。
在全人類頭上潑硫酸
有過和海中撒鐵過類似「壯舉」的，還有保羅·克魯岑。這位1995年的諾貝爾化學獎得主，研究領域是臭氧層和大氣科學。
保羅·克魯岑 | sohu.com
相比於約翰·馬丁，他的構想更為直接——他想擋住太陽。而他的提議則更為瘋狂——他要在全人類的頭頂潑硫酸。
2006年，保羅·克魯岑撰文提出了人工在平流層注入含硫顆粒的方案。他分析說，這些微小顆粒可以在空中懸浮，形成一種氣凝膠，從而能反射部分陽光，給地球降溫[5]。
之所以提出這樣的方案，是因為大自然幫保羅做過一次實驗。
1991年菲律賓呂宋島，皮納圖博火山爆發，噴出了100億噸岩漿和2000萬噸二氧化硫。這些二氧化硫在平流層形成了一層硫酸霧，遮擋了部分陽光，使得當年全球平均氣溫下降了0.5度[5]。
皮納圖博火山爆發，噴出了大量二氧化硫 | Bigthink
保羅的追隨者們將這個設想進一步完善，並發展出一套名為「太陽輻射管理（Solar Radiation Management）」的理論體系。他們認為，通過降低地球對太陽光的吸收，可以抵消溫室氣體所帶來的升溫。
這一學派的代表人物是大衛·凱斯。這位來自哈佛大學的教授，研究了25年的氣候科學和公共政策。凱斯堅信改造地球大氣，是抵抗全球變暖的最優之選。
除了肯定保羅的「火山降溫理論」，凱斯自己也有一項有意思的論述。他提出，自20世紀70年代，西方各國加強了空氣污染治理，十幾年削減了75％的二氧化硫污染。這項舉措雖然給人民的健康帶來了的好處，但它同時降低了大氣對陽光的反射能力，從而造成了1980年至今北極氣溫上升了半攝氏度[6]。
當然，凱斯堅定地支持環保，但他也堅信二氧化硫和硫酸的降溫作用。這些含硫的微粒，懸浮在低空就是污染源，但懸在高空，就是阻擋陽光的屏障。所以，凱斯將保羅的設想進一步細化，並設計了一套具體的流程。
大體來說，就是通過改裝的噴氣飛機，將數百萬噸二氧化硫或硫酸，分批次投放在平流層或以上空間[6]。雖然，完成全部計劃預計周期長達20年，但凱斯相信自己找到了最優的投放方案。
噴氣式飛機 | Wikipedia
根據凱斯的計算，完成他的這項「平流層潑酸」，需要耗費10億美元。這筆花費看似巨大，但相對於全球變暖造成的自然災害損失和農業減產（每年損失近8000億美元）來說[6]，這個計劃仍是十分划算。
當然，「上天潑酸」這事，遠沒有凱斯所說的那麼簡單，不斷有學者發出質疑。比如，凱斯的一位同僚就指出，這些含硫酸的微粒可能會與水蒸氣發生反應，加速臭氧層的破壞[7]。此外，降溫成功可能會加重厄爾尼諾現象，進而對溫帶和南美洲的生態造成破壞[8]。
「上天潑酸」這項氣候工程，不止隱患重重，而且開弓沒有回頭箭。最近有學者論證，雖然平流層加硫酸可以降低溫度，但這些硫酸雲能夠維繫的時間，可能只有區區一年，後期要定時定量的補充。如此一來，就成倍地增加了凱斯方案的成本。
太陽輻射管理 | nrdc.org 作者：Michael Jenkins
更糟的是，如果硫酸的補充不及時，所引起的後果將是災難性的：已經降下來的溫度將會快速回升，以至於自然界中的動植物沒有充足的時間進行適應，大規模的物種滅絕在劫難逃[8]。
除了這些，「上天潑酸」還有一個「不良」後果：這些懸浮的顆粒，如同高空中飄散一層薄薄的霧霾，會讓天空變白。
如果這項工程實施，我們可能再也見不到蔚藍的天空了。
圖 | 正版素材來源：圖蟲創意
誰來拯救人類
不論是海水撒鐵，還是高空潑酸，這些應對全球變暖的計劃，無疑是人類有史以來最瘋狂的實驗之一。
這些氣候工程的學者與踐行者們，有可能成為人類的救世主，也可能一不留神成為人類的終結者。
感受著越來越暖的冬天，眼看著慢慢漲起的海面，問題來了：我們該把自己的命運，押注給誰呢？
參考文獻：
[1].Stocker,T.F. et al. (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Summary for Policy Makers
[2].National Academy of Sciences, (2016). "Public Release Event: Climate Intervention Reports; Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration and Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth」.
[3].Radcliffe, S. (2014). Geoengineering: ocean iron fertilisation and the law of the sea.
[4].Yoon J.E. et al. (2016) 「Ocean Iron Fertilization Experiments: Past–Present–Future with Introduction to Korean Iron Fertilization Experiment in the Southern Ocean (KIFES) Project」 Biogeosciences Discuss., Doi:10.5194/bg-2016-472.
[5].Crutzen, P. J. (2006). Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: a contribution to resolve a policy dilemma?. Climatic change, 77(3), 211-220.
[6].Keith D, Wagner G. (2016). 「Help cool climate. Add aerosol」 Wired 2016.
[7].Anderson, J. G., et al.(2012). 「UV dosage levels in summer: Increased risk of ozone loss from convectively injected water vapor.」 Science, 1222978.
[8].Trisos, C. H. et al (2018). Potentially dangerous consequences for biodiversity of solar geoengineering implementation and termination. Nature Ecology & Evolution,
作者：圓的方塊
編輯：小柒
一個AI
說是解暑良方，怎麼盡出餿主意？！
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