地球工程技術能否爲地球降溫？

參考消息網10月23日報道美國《大西洋》月刊網站9月20日發表報道，分析地球工程技術爲地球降溫的可能性。報道編譯如下：

1993年秋天，一艘輪船裝載着近1000磅(約合454千克)放在桶裡的鐵晶體駛入太平洋，然後將其全部傾倒進波濤中。第二天早上，海水被新萌發的浮游植物染成了淡淡的綠色。微生物的生長需要鐵元素，它們在新陳代謝過程中會從空氣中吸收二氧化碳。科學家們已經知道，地球大氣層正在因二氧化碳而膨脹，地球很快就會迫切需要降溫。那麼爲什麼不培育更多可以提供幫助的微生物呢？率先提出這個想法的海洋學家約翰·馬丁是這樣說的：“給我半油輪的鐵，我就能給你一個冰河時代。”他是在開玩笑，但也不全是。

用鐵爲海洋施肥是地球工程的一種形式，地球工程技術因其有可能對地球系統產生重大影響而引人矚目，但也因同樣的原因而備受爭議。如今，一些地球工程技術已經投入使用，例如向天空噴灑化學物質以促使雲層產生更多降雨，從而緩解乾旱。科學家已經開始在現實世界中演示“雲增亮”技術，向天空噴灑海鹽以增加雲層反射的陽光量。甚至更具爭議性的方法——例如向平流層注入閃亮的含硫化合物以阻擋太陽光線——也正在成爲主流氣候討論的一部分。所有這些方法的功效尚不確定，存在未知風險，並可能帶來意想不到的後果。

隨着地球升溫，地球工程將以前所未有的方式操縱它，無論研究人員是發明機器從大氣中吸走溫室氣體，還是推動微生物來代勞。與在外太空放置一把巨大的遮陽傘，使地球免受太陽光的照射相比，在本土生長的浮游生物上做文章聽起來似乎沒有那麼戲劇性。但這一領域尚屬新生事物，科學家們還不知道利用微生物進行地球工程是否真的是一種更溫和的氣候干預方式。畢竟，微生物在我們周圍的世界和我們體內發揮着極其重要的作用——我應該將體內的數萬億微生物歸爲這篇文章的共同作者。爲了最大限度地保持地球的宜居性，科學家們需要確切瞭解我們周圍的微小生物是如何發揮作用的，也許它們甚至比那些更科幻地爲地球降溫的方法更有用。

微生物是地球上最豐富的生物，從遠古時代起就一直在清理人類的垃圾，最近又在幫助維持現代生活。它們分解垃圾填埋場的垃圾，清除水體中的污染物，分解污水處理廠的污染物，並降解泄漏的石油。然而，加拿大阿爾伯塔大學生物科學教授莉薩·斯坦告訴我，在大規模氣候解決方案中，微生物“利用率極低，完全被忽視”。斯坦說，在政府間氣候變化專門委員會關於未來氣候狀況的報告中，幾乎看不到微生物的身影。但她和其他人認爲，微生物可以在應對人類造成的氣候變化方面發揮重要作用。

一種受青睞的方法以甲烷爲中心，甲烷是一種極強效的溫室氣體。華盛頓大學化學工程和微生物學名譽教授瑪麗·利德斯特倫正在研究對天然以甲烷爲食的細菌進行基因改造，從而使該微生物從空氣中吞噬更多甲烷。這種被稱爲甲烷氧化菌的細菌將生活在類似集裝箱的生物反應器內。這種生物反應器可以放置在已知的甲烷源(垃圾填埋場、煤礦、油氣井和溼地)附近，以最大限度地減少進入空氣中的甲烷量。同時擔任加拿大氣候變化微生物學研究主席的斯坦說，它們還可以淨化已經在大氣中循環的甲烷。她說，這項科學研究仍處於早期階段，但總有一天，“它能改變我們的溫度上升速度”。土壤的含碳量高於大氣，研究人員還可以通過改變土壤成分來提高細菌的新陳代謝能力，從而利用土壤中的食碳微生物。

能夠代謝碳的細菌也能在海洋中發揮作用。俄亥俄州立大學微生物學教授馬修·沙利文正在研究能夠感染此類微生物並影響其處理碳方式的海洋病毒。沙利文告訴我：“我喜歡利用大自然數十億年來已經完成的工作。”他說，也許某些病毒可以促使這些細菌將碳轉化爲其最重的形式。在理想情況下，這些細菌會聚集起來，帶着碳一同沉入海底，這樣就不會使全球氣溫升高。

擴大任何氣候工程的規模都是很棘手的。例如，要顯著減緩甲烷引起的氣候變暖，將需要約5萬到30萬個利德斯特倫的生物反應器工作20年。而且下游效應很難預測，更不用說控制了。沉積在一塊土地上以改變土壤的物質可能會通過徑流或其他方式擴散到一個完全不同的生態系統，並可能破壞其平衡。同樣，大量鐵元素進入南太平洋也會對地球其他海域產生影響。印第安納大學布盧明頓分校生物學教授傑伊·倫農告訴我，干預病毒也可能產生意想不到的後果，“是否會發生相應的病毒大量繁殖，殺死所有浮游植物，並將二氧化碳釋放回大氣中？”新罕布什爾大學生物地球化學教授露絲·瓦爾納告訴我，這些問題很值得考慮，但人類的干預時時刻刻都在影響着地球上的微生物。例如，農業中每一次使用化肥都算是微生物改造。瓦爾納說：“這些都是我們已經操縱過的地方。”

人們對地球工程可能產生的意外後果給予了極大關注，但對預期效果的不確定性也同樣存在。科學家們並不確定這些概念中的許多會被證明有多大效力，包括那些已經在實驗室外進行過測試的概念。特拉華大學海洋生物學家戴維·基希曼告訴我，20世紀90年代的輪船探險並沒有持續很長時間；旅程耗資巨大，科學家無法留在海上確定深海到底發生了什麼。他說，從大氣中“偷走”的碳至少要埋藏一個世紀才能產生最大影響。然而，如果浮游植物沒有沉到足夠深的水域，那麼“它們就會被海洋表面的生物吃掉，而二氧化碳就會回到大氣中”。

自2012年以來，科學家們沒有嘗試過大規模的海洋鐵施肥實驗，但這項研究可能很快就會捲土重來。兩位研究人員正在利用美國國家海洋和大氣管理局提供的新資金來模擬這項技術的有效性。雖然航海旅行不會很快發生，但微生物研究可能很快就會像其他類型的地球工程努力一樣陷入危局。對地球未來的真正管理超越了氣候黑客，而在於做出真正有意義的轉變，摒棄化石燃料。但地球變得越熱，地球工程似乎就越有吸引力。沙利文說：“如果沒有全球大規模的行爲改變，按照我們當前的發展軌跡，我們似乎將不得不採取一種工程解決方案。”我們可能必須比想象中更快地決定，我們需要拉動哪些神聖的槓桿，或大或小。（編譯/張琳）

沙漠（路透社）

（來源：參考消息網）