自20世纪以来,人类活动对地球产生了显著影响。随着各种工业机器投入使用,人类开始大量消耗石油等化石能源,这间接导致了地球温度升高,可能带来南极冻土层融化、全球海平面上升、山火、大规模物种灭绝等后果。
为了给地球降温,比尔·盖茨资助了一项名为平流层控制扰动实验(SCoPEx)的项目,该项目由来自哈佛大学的Keutsch研究小组主导,他们打算改造地球,主动向大气释放粉末,反射多余的太阳光,就像给地球涂上一层防晒粉。
但向大气释放粉末,听起来仿佛“人造沙尘暴”一样,这对地球上的人类有何危险呢?
该项目“瞄准”了大气层中的平流层,因为太阳能量在这里得到吸收、反射、交换。下面我们一切来了解具体情况。
比尔·盖茨撒粉遮阳怎么回事?这是不是“人造沙尘暴”?
撒粉遮阳的想法来源于火山爆发,一般在火山爆发后,火山会向大气中释放大量的火山灰和二氧化硫气体,这些灰尘和气体漂浮在空中,会直接阻挡阳光向地面射去,进而减少地面接收到的太阳能量,从而使大气和地面气温降低。
在年6月15日,菲律宾皮纳图博火山发生的爆发,让年的全球平均气温下降了0.31摄氏度,并且使我国夏秋季节出现大范围气温偏低现象。另外,该火山气体中的硫化物也扩大了南极臭氧层空洞。
当全球变暖时,我们便考虑人为地制造这种效果了。
今年6月,该实验小组打算通过高空气球向平流层释放大约克至2公斤的粉末,产生约1公里长,米宽的扰动带,以此测试太阳光跟该粉末粒子间的相互作用,以及粒子在平流层中与大气层的相互作用。
换句话说,就是研究粉末在大气层中如何分布、能不能遮挡阳光、能不能缓解臭氧损失。当然,实验会尽量避免破坏大气层。
虽然向大气层释放物质,听上去好像“人造沙尘暴”一样,有人担心会危害人体,但实际上,释放地点也就是平流层,距离地面约9公里,并且这些物质会在空气中形成气溶胶,做无规则布朗运动,不会因为重力原因而沉降,能长期悬浮在大气中,所以大家并不用担心。
给地球穿上“防晒衣”,对人类来说有何危险?
火山爆发释放的都是有害气体,比如二氧化硫会破坏臭氧,并且会加热平流层,科学家当然考虑到了这一点,因此计划释放的物质是碳酸钙,也就是俗称的石灰,它也是大理石的主要成分。
研究表明,碳酸钙不容易吸热,自然也不容易加热平流层,并且对破坏臭氧层的化学反应有抑制的作用,人体直接接触也没有危害,因此是比较理想的实验材料。
尽管碳酸钙无毒无害,并且在地面上很常见,但是在自然界中,平流层并不存在这种物质,所以对科学家而言,实验具体结果如何,是无法预知的,因此具有潜在风险,这也是该实验倍受批评的原因。
但Keutsch团队认为,释放2公斤碳酸钙不算什么,相比之下,火箭或飞机的飞行,释放的有害物质要更多。并且这次实验也非常有意义,以往都是在室内模拟大气环境,但真实情况如何,并没有实际数据支持,这次实验的目的就是为了测试碳酸钙在平流层中的实际表现,这是无论如何也没办法在实验室模拟出来的。
人类必须改造地球吗?还有哪些手段?
随着二氧化碳等温室气体排放的增多,整个地球平均气温也有升高的趋势,为了阻止这种变化,科学家主要想出两种办法,要么减少大气中的二氧化碳,要么主动给地球降温(这被称为地球工程)。
这次也是世界范围首次在平流层进行这类实验,之前人们虽然设想过很多,但都没有真实测试过。
人们曾考虑过为地球建造遮阳伞进行降温,这听上去比较直观,符合我们的生活经验,但是建造遮阳伞有以下缺点:寿命有限、成本高、覆盖效果有限,并且在夜晚会反射太阳光,变成一个个明亮的“月亮“,让某些地面永无黑夜。
更离谱的是,美国行星科学家曾提出,想办法让小行星或彗星从地球边经过时,把一部分重力势能转移给地球,让地球偏离原来的轨道,离太阳更远,这样全球温度就自然地降低了。
但这种做法,如果有一丝偏差,就会让地球再次受到小行星撞击,进而毁灭大部分的地球生物,十分离谱!
总结
无论是给地球建造遮阳伞,还是让地球远离太阳,对于人力物力财力,都是极大的耗费,而且后一种想法可能会让地球陷入灾难。相比之下,大气撒粉遮阳则更靠谱。
但即使靠谱,科学家也不敢完全保证百分百安全,因为在气象学中,任何一个微小的改变,都可能被放大成千上万倍,进而导致天气发生极端变化,让我们“引火烧身”。