改编自 大卫·别洛的《不自然的世界:在地球最新时代重塑文明的竞赛》,由 Scribner 出版,是 Simon & Schuster, Inc. 的一个部门。版权 © 2016 David Biello 所有。经许可转载。
由于全球都在努力限制这种污染,从而限制全球变暖,因此寻找能够从空气中吸取二氧化碳的技术正在进行中。我们现在呼吸的空气中,这种无色无味的气体含量超过百万分之 400,比智人成为一个物种以来的任何时候都多。
为了开始减缓甚至逆转浓度上升的趋势,将需要新技术,尤其是在一些国家的政府继续否认全球变暖问题存在的世界中。有很多可能性,从帮助土壤捕获碳到将二氧化碳埋在海底,但解决这个碳难题的主要候选者可能是塑料。
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亚利桑那州立大学的物理学家克劳斯·拉克纳和他的同事偶然发现了一种树脂——通常用于净化水——它会贪婪地从空气中吸取二氧化碳。当拉克纳插入一块浸渍了这种树脂颗粒的塑料条时,测试罐内的二氧化碳水平开始稳步下降。
一个使用树脂净化天空的人工树的小型原型,坐落在凤凰城亚利桑那州立大学校园内的一栋建筑顶部。这种塑料树看起来不太像植被:薄薄的米色波浪形塑料条彼此堆叠在一个透明的盒子里,用一块黑色布覆盖的胶合板遮挡住沙漠的阳光。事实上,竖立在这个笨拙装置旁边的三脚架上的光伏板看起来更像一棵树。但是,这个盒子与光合生物有一个共同点,从小小的浮游生物到高耸的红杉——它可以从空气中吸取二氧化碳。
这种塑料树只是旨在帮助人们处理这个超大的垃圾问题的新型设备浪潮之一。另一个原型,这个原型使用液体化学物质而不是塑料,正在不列颠哥伦比亚省斯阔米什附近忙碌地清洁空气,而另一个原型可能很快就会净化瑞士看似原始的山区空气。
而这些仅仅是机器。伊利诺伊州的一家乙醇啤酒厂最终可能会埋葬二氧化碳,将生物燃料的制造变成一种从空中吸取碳的方式。类似的吸二氧化碳的生物燃料可以由从藻类到海带的任何东西制成。或者人们可以使用与空气反应的矿物质来去除气体。
今天,天空是这种污染的露天污水渠。烟囱冒出污秽,排气管喷出废气,与此同时,二氧化碳无形地积累,使世界变暖。燃烧化石燃料、砍伐森林和开垦草原改变了我们所有人呼吸的空气成分。
二氧化碳的浓度——我们每个人每次呼吸都会呼出的相同分子——在过去几个世纪里,已经从大约占空气的 0.03% 上升到 0.04%。这似乎不多,但百万分之 100 的变化已经足以使全球平均气温升高 1 摄氏度,未来还会有更多升温。如果以地质时间为指导,如此微小的变化就足以将地球的气候从冰河时代(冰川厚达一英里,覆盖着现在纽约市所在的地方)转变为今天相对温暖的气温,从而使全球首都能在海边蓬勃发展。
自 19 世纪以来,二氧化碳捕获热量的能力就已为人所知,而自 20 世纪 50 年代以来,一直在追踪空气中二氧化碳水平的上升。1992 年,世界各国政府同意对此采取行动,但在过去的几十年里,他们一直在犹豫不决,并且燃烧了越来越多的化石燃料,而不是开发技术和工艺来阻止污染和净化空气。
截至目前,整个人类文明每年向空气中排放近 400 亿吨二氧化碳。其中一些分子仍将存在于空气中,在 1000 多年后继续捕获热量——除非采取措施将它们清除出去。
今天,海洋吸收了人们对燃烧化石燃料的嗜好释放出的大部分碳。与此同时,由于所有额外的二氧化碳,树木和其他植物变得更加翠绿。但是地球上的植物吸收更多二氧化碳的能力可能已经达到顶峰,而且海洋吸收的二氧化碳越多,酸性就越强,这可能是所有碳垃圾最糟糕的影响。
拉克纳从不小题大做,他估计 1000 万棵塑料树每年可以将二氧化碳浓度降低百万分之 0.5,使世界走上在未来几个世纪内去除所有已添加二氧化碳的轨道。但是,要真正放眼长远,抵消每年排放的 400 亿吨二氧化碳,将需要大约 1 亿棵塑料树。作为比较,人们(和机器人)目前每年大约制造 8000 万辆汽车。
这 1 亿棵塑料树还需要消耗大量的电力和水,以及其他东西,前提是树脂的效果如预期的那样好。然后是成本挑战。美国物理学会的一项估计表明,从空气中捕获二氧化碳的成本可能约为每吨 600 美元,如果要使用人工树从大气中去除 1.5 万亿吨温室气体以降低百万分之 0.01 的浓度,那么人工树将成为一种奢侈品。
这种部署只会清理垃圾。所有这些碳都必须去某个地方。最好的处置方法可能是像埋藏所有化石燃料一样将其埋回地下。或者可以对所有捕获的二氧化碳施加更多的能量,将其转变成燃料,如石油或乙醇——如果能够找到并使用廉价、丰富、清洁的能源,这将是一个无限期地重复使用和回收碳的机会。
世界需要像拉克纳这样的人,通过发明来重现另一个石炭纪时期,那是数亿年前,当时沼泽森林使大量碳能够作为我们现在称为煤的黑色脏岩埋藏起来。我们有进取心的物种挖掘出了这种煤——以及石油和天然气——并通过燃烧这些化石燃料释放出其中的碳。如果这个有进取心的物种不使用塑料树等技术来净化空气,从而清理由此产生的混乱,我们可能会发现自己身处一个不健康的“人类世”,气候变得太奇怪、太狂野、太炎热而无法应对。