如何“黑”進地球，阻止氣候變化？

天文在線

優質科學領域創作者

產生溫室氣體，而溫室氣體會捕獲熱量。地球的氣溫正在緩慢而穩步地升高，如果我們不做些什麼，在未來的十年裏，人類將會自己走向消亡。這裏是天文在線未解之謎，今天我們將會回答這個特殊問題：我們該如何“黑”進地球並阻止氣候變化。

如果沒有規模龐大的地球工程項目，我們是無法通過控制排放來防止氣候變化的。地球工程是指使用特定技術，以某種方式來影響地球的氣候，並需要與減少碳排放的措施共同實施。換句話說，由於我們已經產生了大量的溫室氣體，僅僅追求碳中和已經不夠了。我們現在應當追求負碳排放如果我們能夠成功構建這些技術，我們將成為卡爾達舍夫I型文明，這意味著我們可以掌握這顆行星所有可用能源。它是等級最低的文明類型，但這離成為我們夢寐以求的星際和星系際文明又近了一步。

那麼這些技術是什麼呢？我們又該如何使用？最受歡迎的一種技術被稱為CCS，即碳捕集與封存，它在起初也包括防止燃盡的碳進入大氣。此項技術用於化石燃料發電廠，並能夠捕獲這些化石燃料燃燒產生的近乎90%的碳。這些碳之後通常會被封存到地下深處或者海底某處。大自然就是這樣處理空氣中的碳，就像樹木吸收並固定碳，且在死亡後被埋藏地下，而這項技術只是加速了這個過程。

由於目前世界上80%的能源都是來源於化石燃料，碳捕集與封存在最初聽起來是一個相當不錯的減排方式。再者，該項技術安全並且經測試的。但是，這項技術仍存在一些重大問題。第一，很少有美國的煤廠真正地在使用這項技術。第二，CCS使能源供應商不再積極尋求可再生的替代能源。

與碳捕集類似的一項提議是直接空氣捕獲，這是一種通過過濾器來直接分離空氣中碳的技術。該技術由瑞士公司Climeworks開發，該公司稱從2019年起，該技術將會開放給所有想要使用此技術的人。玄武岩能夠捕獲水和二氧化碳，並最終使它們在岩石內鈣化。
希望在接下來的五年中，這種從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法能夠變得流行起來。由於直接從空氣中捕獲二氧化碳的方法既花費昂貴又無利可圖，這種方法不被投資者看好。另一種利用地球自身循環處理碳排放的方法是“海洋綠化”。船身遊離到海中的鐵可以被當做浮遊植物進行光合作用肥料，光合作用正是通過吸收二氧化碳而得以進行完成的。然而，“海洋綠化”的效果有待商榷，因為它有可能對海洋生態系統造成永久的損害。

另一個相似的新方案是提高海洋的堿性。
海洋吸收著人類（每年）將近25%的碳排放，這一過程也使得海洋的酸性逐漸提高。
逆轉海洋的酸化對於延緩或者停止氣候變化是非常重要的。所以有一些科學家建議，我們應該向海洋中投放一些特定的礦物，並且用他們產生的物質來吸收並存儲二氧化碳以減弱海洋的酸性。

與“海洋綠化”相似的另一種方法是“重新造林”。據估計，目前熱帶地區有將近7.51億英畝的非林土地可供種植。我們每年都會損失18.7萬英畝的森林，並且損失的速度每年依舊在驚人地增長。我們有許多可以種植樹木的新方案。一種由NASA前工程師Loren Fletcher （勞倫 弗萊徹）提出的方法就是使用無人機。Loren提到，無人機種植比人力種植更快更經濟，並且每年可以種植將近十億的樹木。就像“海洋綠化”一樣，無人機種植提供的樹木可以使地球從空氣中自然地吸取二氧化碳。

“太陽輻射管理” (SRM)是另一項主要地球工程。總的來說，是一種反射照向地球的太陽光的方法，這是目前為止提出的最野心勃勃的地球工程。該方法是在太陽和地球的軌道之間放一個月球一樣大的盾牌或者機器人塵埃來阻擋太陽輻射進而使得地球冷卻。這種方法很有必要因為地球平均溫度以每年1.5攝氏度的幅度在增長，這樣的氣候變化對地球有毀滅性的影響。
然而，創造這樣一個能反射陽光的巨大盾牌對於現在的人類科技水平來水是十分困難的，所以人們能想到的相對實際的方法就是將海洋作為一面鏡子來反射太陽光。

人們設計的的船會在海洋裏激起泡沫，這些泡沫反射其內部的陽光，然而這會給海洋的生態環境造成消極的影響。我們卻可以利用這一點對海冰做與之類似的事——在北冰洋的海冰裏放入小玻璃珠，以增加它的反射率，這樣就可以減少海冰的融化。以保持地球涼爽，最終達到阻止海平面上升的目的。我們也可以把目光轉向雲層，特別是一種SRM卷雲，如你所願，將這種雲減少正是減少大氣雲層的計劃。這種雲通常位於高海拔地區，它可以吸收大量太陽輻射來防止其反射回宇宙空間。我們要做的就是用可以吸水的懸浮顆粒來減少它們的數量。值得注意的是，該計劃未得到廣泛的測試，對環境可能存在潛在的危害。即使是這樣，我們也有過在雲中操作的先例。一個世紀以來，類似於在平流層撒入懸浮顆粒等一系列操作一直都有，例如，往大氣中撒入硫粉以模仿火山爆發，來弄懂如何遮擋陽光。但人們不喜歡往空氣中撒硫的辦法，這種物質會對呼吸造成影響。

最終，所有這種大型地球工程都面臨著一個重要的問題，那就是資金需求與政府的支持，一些大型公司對氣候變化的解決方案上也不能得出一致的對策。氣候的變化不可否認地給我們留下了一個問題，掌控氣候變化需要全世界的科學性努力，僅僅只是限制氣體排放是遠遠不夠的。若是我們繼續排放溫室氣體，再多的環境工程也將會無能為力。也許，我們應當將二者結合起來。為了減緩全球變暖，這注定需要每個人共同努力，這就是處理地球問題及阻止氣候變化的辦法。如果你認為我們有哪些遺漏的，請在評論區告訴我們。

相關知識太陽光是太陽發出的電磁輻射的一部分，特別是紅外線、可見光和紫外線。在地球上，太陽光被大氣層散射並過濾，當太陽越過地平線後，太陽光就像日光一樣明顯。當直接的太陽直射輻射不被雲層阻擋時，它就是陽光，明亮的光和熱輻射的結合體。當被雲層阻擋或反射到其他物體上時，陽光就會被散射。

消息來源顯示，整個地球的平均功率為每天24小時內每平方米164瓦。陽光裏的紫外線輻射對健康都有積極和消極的影響，例如合成維生素D3要用到紫外線，而紫外線也可以將其誘變失效。陽光從太陽表面到達地球大約需要8.3分鐘。一個從太陽中心開始的光子，每次靠近帶電粒子時改變方向，都需要1萬到17萬年的時間才能到達表面。FY:蒸籠兒童，忘川沙羅，南河三（閉關中）