科學家為地球降溫大膽設想:在平流層抹「防曬霜」

2021-01-10 中國天氣

英國科學家日前提出了一個大膽設想，他們認為可通過向平流層噴灑足夠的二氧化鈦來反射太陽光，從而達到為地球降溫的目的，這麼做能夠有效抵消因全球變暖而導致的各種不利氣候因素。圖為電子顯微鏡下的二氧化鈦。

當前，全球變暖已經成為世界各國所共同面臨的一個難題，為了解決這一不好的發展趨勢，科學家們也提出了各種各樣的解決方案和應對措施。為此，英國科學家日前提出了一個大膽設想，他們認為可通過向平流層噴灑足夠的二氧化鈦來反射太陽光，從而達到為地球降溫的目的，這麼做能夠有效抵消因全球變暖而導致的各種不利氣候因素。

據悉，二氧化鈦目前廣泛用於生產防曬霜，無毒性，對人體無害，能夠有效反射太陽光的直射，並且其性質穩定，具有良好的遮蓋能力，如若噴灑在平流層能夠長期發揮作用。英國科學家提出，可利用高空氣球將這一化學物質帶入到平流層，然後進行釋放，一旦二氧化鈦均勻分布在地球平流層之後，能夠有效反射太陽光，從而為地球降溫。

英國諮詢公司戴維森科技（Davidson Technology）的總裁、化學工程學家彼得·戴維森（Peter Davidson）是這個項目的負責人，他介紹稱，只需要往地球平流層運送300萬噸的二氧化鈦，就能夠在地球平流層形成一層厚度為1毫米的保護層，而它能夠起到的作用卻是巨大的-足夠抵消兩倍當前大氣中二氧化碳含量所導致的溫室效應。

戴維森表示，這項地球改造工程的靈感來自於1991年菲律賓皮納圖博（Pinatubo）火山的爆發。當時，那次火山爆發共造成2000萬噸二氧化硫進入地球的平流層，之後這些化學物質在平流層形成了一層硫酸層，致使地球溫度在接下來的兩年時間裡降低了約1攝氏度。不過，考慮到硫酸會降解臭氧層，並且降落到地表之後有可能會引發乾旱，並且其本身就對人體有害，因而並不適合用於改造地球。然而，二氧化鈦就不一樣了，首先它是無毒性的，並且其性質穩定，具有良好的遮蓋能力，它反射太陽光的能力也要更為有效。

具體方案

根據戴維森的項目規劃，首先要利用無人高空氣球將一些柔韌度高的管道帶入到約20公裡高的高空，管道連接地表的部分是包含有二氧化鈦的泥漿；等到管道到達指定位置後，再開啟「超音速噴嘴」，將含有二氧化鈦的泥漿噴灑到更高的大氣層當中。為了儘量避免在工程實施過程當中遭遇強風或者雷電等惡劣天氣，應該在赤道地區的船上或者小島上發射高空氣球。

據悉，此前已有科學家提出過類似的方案，即通過人為的向大氣層釋放分子微粒來為地球降溫。但是，戴維森這項工程的不同之處在於，其採用的是二氧化鈦這種物質，並且想到了利用高空氣球來作為搭載，而此前科學家提出的方案均是利用航空飛機或者是火箭來運輸分子微粒，無疑戴維森的方案更為經濟可行。

北卡羅來納州杜克大學（Duke University）的環境科學家羅布·傑克遜（Rob Jackson）表示，無論是採用何種分子微粒，其中耗費資金最多的部分是如何把這些分子微粒送入到平流層當中。據悉，傑克遜並未參與到戴維森的項目當中，因而他的評論較為客觀。

傑克遜還稱，如果這個項目最終能夠得到實施，只要地球大氣層中的二氧化碳濃度仍然處於較高水平，它就應該繼續實施下去。他表示：「直到地球大氣層的碳含量出現負數，我們才能停止這個項目。不過考慮到當前全球二氧化碳的排放程度，這個項目可能要持續實施好幾個世紀才行。」

戴維森根據估算，表示他的這個項目每年花在氣球噴發系統當中的費用為8億美元至9.5億美元，而二氧化鈦每年則需花費2億美元至3億美元。

風險因素評估

戴維森表示，二氧化鈦對於環境的影響微乎其微。同時，他介紹稱：「已有很多測試表明，人體在接觸二氧化鈦之後，並不會對皮膚或者身體帶來危害。此外，考慮到項目當中均勻分散後的二氧化鈦，其濃度是如此之低，那麼就更不會造成負面影響了。」

不過，杜克大學的的環境科學家傑克遜還是表示，在風險評估方面還是需要更加謹慎小心。他稱，歷史已經表明，「每次科學家向大氣層注入化學物質的時候，其所產生的化學效應都是未知的」。例如，在20世紀，含氯氟烴曾被廣泛用於製作冰箱的製冷劑，這類化學物質也由此進入了地球大氣層。但是隨後的科學研究表明，它會對臭氧層起到分解作用，因而從1996年1月1日起，含氯氟烴化合物正式被禁止生產。

正式實現這項工程仍需幾十年時間

戴維森和傑克遜均表示，要想實現將二氧化鈦安全送入到地球的平流層，可能還需要幾十年的時間。傑克遜表示：「我們在大規模實施這項工程之前還需要進行更為深入的研究和評估，以便確保安全，也許今後的研究甚至會發現，這項工程實際上根本不可行。」

部分科學家擔心，因提出地球工程解決方案來解決溫室效應的問題，可能很多人都會忽略造成溫室效應的本質性問題，那就是溫室氣體的排放。也許，一旦科學家成功改造了地球的大氣環境，今後人們對於溫室氣體的排放將會更加無節制。

傑克遜表示：「如果執政者發現應對氣候變暖可以從另外的渠道很簡單的進行解決，他們可能對於減少碳排放就不那麼關心了。我並不希望看到這種現象的發生，我認為我們還是應該從本質上去解決問題。」

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