地球工程能拯救世界冰川吗?

向大气中添加气溶胶以反射更多阳光或许能减缓冰川的流失,但无法阻止

8月16日,在格陵兰岛的雅各布港冰川上,一块相当于曼哈顿市中心大小的冰块脱落,这是目前世界上移动速度最快的冰盖。随着它的融化,该冰川崩解出冰山,并以惊人的速度向北大西洋倾泻淡水,这个速度近年来翻了一番。

虽然这座冰山可能是雅各布港冰川崩解出的最大冰山之一,但格陵兰岛冰川的融化并非个例。北极海冰正在减少,温带甚至热带地区山顶上的冰川也在退缩。南极洲西部冰盖的融化可能会使全球海平面上升三米以上。

最近的一些论文认为,这种融化可能会在本世纪末发生,甚至可能在未来几十年内发生,这是大气中不断积聚的温室气体造成的。二氧化碳水平的上升是冰河时代结束的原因,地球可能已经进入了一个新的地质时代,暂定名为人类世,这个时代看起来太热,不适合永久冰盖存在。鉴于海平面上升、永久冻土融化和冰川水储量减少的风险,一些科学家开始思考,积极的干预是否可能变得必要——这种技术统称为地球工程


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瑞士的滑雪胜地已经用一层薄薄的反光箔覆盖正在消退的冰川,以阻止融化。秘鲁的居民使用锯末或粉刷来达到类似的效果。但鉴于在限制温室气体污染方面缺乏行动,一些科学家希望更进一步。他们希望改变地球反射阳光的量,以拯救冰川,冷却整个地球,或两者兼而有之。“这些策略的范围从颜色较浅的屋顶或路面”可以反射阳光,冷却城市,“到像在平流层高层放置粒子这样有争议的东西,”卡内基研究所全球生态学系的气候建模师肯·卡尔代拉在斯坦福大学解释说。高空的粒子会将部分阳光反射回太空,从而保持地球凉爽。

加州大学圣克鲁兹分校的冰川学家斯瓦韦克·图拉奇克也提出了另一种替代方案,他研究了南极洲西部的威尔金斯冰盖以及其他冰川。这个冰盖宽达一百公里,与大多数同类冰盖不同,它实际上正在增长而不是融化,因为它在近几十年减缓了流向海洋的速度。图拉奇克不太确定原因,但更好地理解是什么减缓了威尔金斯冰盖的速度,可能会为如何阻止其他极地冰川提供思路。这可能包括排走润滑冰盖底部的水,减缓其向海洋移动的速度,或设置屏障以防止温暖的海洋水域冲击这些冰川底部并加速融化。

蓝大理石空间研究所的大气科学家和天体生物学家雅各布·哈克-米斯拉等其他专家表示,地球工程可以用来回到更冰冷的时代[pdf]。极地冰盖比极地海洋或大陆反射更多的阳光回太空,有助于冷却整体气候。为了使冰盖增长,哈克-米斯拉建议使海洋云层更白,或通过在平流层中散布气溶胶太阳盾来模仿火山。这种硫酸气溶胶已经是极地平流层中形成的珠母云的主要成分;添加粒子只会增强自然过程(尽管它也可能加剧对臭氧层的破坏)。

但即使更大的冰盖可以为数百万年来太阳逐渐变亮的情况下提供更稳定的气候的长期保险,但长期副作用也可能难以承受。哈克-米斯拉指出,如果极地冰盖向南蔓延得足够远,可能会将人们从北欧、亚洲和北美驱逐出去。不断推进的冰盖也可能掩埋一些农业用地,使地球成为一个整体上更寒冷的地方,“可能减少地球上可居住区域的总量,”哈克-米斯拉在一篇阐述这一思想实验的论文中写道。“然而,如果目标是确保气候稳定,以便文明能够在未来数百万年内存在下去,那么或许这些变化可能是微不足道的代价。”

然而,如果这个计划不起作用,代价就一点也不小。关于地球工程反射阳光远离地球的建模研究表明,改变地球的反射率可以在短期内减缓格陵兰冰盖的融化,但无法完全阻止,并且仍然可能导致在未来一千年左右完全融化。即使天空被硫酸云覆盖,模型也表明,一旦格陵兰冰盖开始融化(而它已经开始融化),就很难使其重新生长。

向天空播撒粒子也可能根本不影响南极洲西部,因为南大洋的海水继续变暖并冲击冰盖,即使在太阳遮阳伞下,也会加速融化。计算机建模表明,改变反照率以增长和加厚北极海冰仍然会让西伯利亚和北美的永久冻土融化,释放出增强全球变暖的温室气体。

更糟糕的可能是对人类心理的影响。“如果通过改变反照率来冷却地球,可能会降低减少对化石燃料依赖的动力,这存在潜在风险,”地球物理学家、现任科学杂志主编,以及为美国国家科学院评估气候干预技术的委员会主席玛西娅·麦克纳特说。“这只是解决问题的一种疗法,但它并没有治愈问题。”

“如果有人在大气中部署一层硫磺,可能会产生灾难性的后果,”比如改变印度农民赖以生存的降雨模式,也曾在该委员会任职的卡尔代拉补充道。“任何大到足以对气候产生重大影响的东西,都将大到足以对整个北半球,甚至可能对全世界产生气候后果。”

一支向平流层喷射硫酸以模仿火山并反射阳光的喷气式飞机舰队不足以拯救冰盖,但对于一个面临气候灾难的世界来说,这可能是一个诱人的选择。但这种疗法可能比疾病本身更糟糕。“我们非常希望发现,我们可以继续排放温室气体,并通过神奇的方式在事后清理它们,或者通过神奇的方式反射阳光来冷却地球,”麦克纳特在谈到她所在委员会的分析时说。“这里没有灵丹妙药。我们需要减缓和适应。它们仍然是我们气候轨迹中最廉价和风险最低的解决方案,也是我们手头最好的方法。”

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