气候科学家们已经想出了许多未来主义的地球降温方法，但在10月26日发表的一项分析研究了他们可能最疯狂的想法：将微小的钻石喷洒到高层大气中。
多年来，研究人员一直在讨论将水基硫酸盐喷雾泵入天空以反射和散射太阳能量的优点——本质上是模仿火山爆发造成的降温。像大多数地球工程类型一样，这个想法极具争议，而且迄今为止尚未经过测试。
但哈佛大学马萨诸塞州剑桥分校的一个科学家团队认为，如果有人真的尝试这种“太阳辐射管理”，那么使用纳米尺寸的固体颗粒粉尘可能更安全。他们在《大气化学与物理学》杂志上发表的一篇论文中计算出，钻石或氧化铝（氧化铝）的纳米颗粒可能比硫酸盐更有效，且对环境的破坏更小。研究人员认为，尽管钻石粉尘价格昂贵，但并非完全不可能。
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哈佛大学的大气建模专家、该研究的作者之一黛布拉·魏森斯坦说：“我们的论文真正旨在消除必须使用硫酸盐进行太阳辐射管理的这种思维定势。”
硫酸盐的副作用
其他研究人员之前也曾提出喷洒固体粉尘。但魏森斯坦说，最新的研究首次详细模拟了颗粒的影响，通过检查它们如何与大气中不同的物质进行物理和化学相互作用，并与硫酸盐进行了比较。
在大气中，硫酸盐会导致硫酸的产生，从而破坏臭氧层。通过吸收特定波长的光，它们还会加热低层平流层；反过来，这可能会影响空气循环模式和气候。硫酸盐还会散射光线，这种效应可能会促进植物生长，但会降低太阳能电池板的功率输出。
魏森斯坦说，氧化铝和钻石粉尘都会导致较少的问题。“您可能会对臭氧产生明显更小的影响，对平流层的加热更少，对地球表面漫射光的增加也更少，”她说。这是因为氧化铝和钻石不会导致硫酸的产生，而且它们以不同的方式散射和吸收特定波长的光。
除了分析环境影响外，该论文还表明，按重量计算，氧化铝粉尘将达到与硫酸盐喷雾相似的冷却效果——但钻石粉尘的效率至少高出 50%。
天空中的钻石
当然，将钻石粉尘喷洒到天空将花费巨额费用。哈佛大学的研究人员指出，钻石粉尘的价格低于切割宝石：现在可以以每公斤不到 100 美元的价格购买到微小的合成钻石颗粒。但根据他们论文的结果，抵消人类排放的温室气体所捕获的能量的百分之几，每年就需要数十万吨粉尘。尽管哈佛大学的研究人员强调他们没有进行详细的成本分析，但按当前价格计算，每年仍需要数十亿美元。
然而，魏森斯坦坚称，最终成本会更低。“一旦可以扩大规模以生产合适的数量，您就可以假设价格会下降，”她说。“试图根据当前钻石的成本来估算，并没有特别的用处。”
哈佛大学的气候科学家、该论文的另一位作者大卫·基思表示，他认为即使是今天的成本也不会令人望而却步。他说，到 2065 年，地球上有 100 亿人口时，抽取约 45 万吨钻石粉尘的成本可能约为每人 5 美元。
魏森斯坦说，尽管如此，哈佛团队目前仍专注于氧化铝，因为它更容易制造，而且其化学行为也得到了更好的研究。
然而，科学家们警告说，氧化铝和钻石纳米颗粒都存在未知的风险。由于对火山的研究，人们对硫酸盐的了解相对较好。相比之下，固体颗粒的化学性质——例如它们的表面如何催化化学反应——尚不清楚，尽管哈佛大学的研究人员正在进行实验室测试以弥补这一点。
英国布里斯托尔大学的火山学家马修·沃森说，这项研究“强烈表明”，这种固体粉尘可以显著降低与硫酸盐相关的一些风险，他曾是一项被取消的小型地球工程实验——平流层粒子注入气候工程项目（SPICE）的首席研究员。但他怀疑，未知的风险和缺乏任何自然类似物，将使固体粉尘比硫酸盐喷雾更不受公众欢迎。
本文经许可转载，并于2015年10月26日首次发表。