本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
在佛罗里达群岛的泳池里学游泳是一种纯粹的快乐。我五岁时,沉浸在吹泡泡和做跳水动作中。几年后,当我学会了在海里游泳时,感觉就不同了,不再是纯粹的玩耍。当时的口号是:永远不要背对大海。因为,我被警告说,你需要密切关注海浪,以避免被海浪冲击,或者更糟。我被教导如何避开暗流和裂流,要尊重海洋的力量。
成年后,我重新学习了海洋危险力量的这一课,看着气候变化引发的飓风冲击海岸线,阅读着海平面上升的科学研究。但是,当我们尊重海洋颠覆和摧毁生命与社区的能力时,我们所背对的是它治愈的力量。我们忽视这一点也会自食其果。我指的不是海洋在情感上治愈我们的能力,尽管在这种动荡的时代我们应该更好地利用这一点。我们最需要利用的治愈力量是海洋作为气候解决方案的来源。
这是一个非常需要的剧本转换。我们经常关注海洋承受无休止的虐待的方式——石油泄漏、农业、工厂、塑料造成的污染;由于温室气体导致海水升温和酸化,将鱼类推向两极并使珊瑚礁瓦解;为了建造度假村和虾场而推平沿海生态系统;过度捕捞导致鱼类数量锐减;深海正处于被开采、被破坏(也许是不必要地)用于开采矿物的边缘。
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阅读起来对你来说可能和对我来说写起来一样令人感到难以承受。当然,我们必须密切关注这一切,并努力阻止它。海洋正处于水深火热之中(而且在写关于它的文章时很难不产生无意的双关语)。但是,要知道它也为我们提供了前进的道路。它为我们提供了放弃化石燃料、封存大量碳并建立可持续食物系统的重大机会。我指的是可再生海上能源和藻类生物燃料,沿海生态系统和再生海洋养殖。我们早就应该重新审视,从将海洋视为受害者或威胁,转变为欣赏它作为英雄。
海上可再生能源
大约有40%的美国人居住在沿海县。想象一下,如果我们沿海的房屋和企业都由海上风能和波浪能供电。这不必仍然是一个梦想。在海上,风比陆地上吹得更强劲和稳定,因此浮动涡轮机可能意味着更多的能源,更可靠地产生——并且在人口中心附近产生。然而,虽然有很多正在开发中,但距离罗德岛几英里的布洛克岛风电场目前是美国唯一运营的商业海上风电场。在漫长的许可程序、需要关于环境影响的数据以及富裕的沿海业主反对他们家附近的提案等因素下,我们在利用这种免费、多风的资源方面远远落后于英国、德国和其他欧洲国家。
如果我们要在2050年实现电力网所需的快速脱碳,海上风电可以并且应该从提供几乎零的全国能源占比跃升至超过10%。还有蓬勃发展的技术,用于利用波浪和海流的能量,甚至在海面上铺设太阳能电池板。虽然我们在选择安装地点时必须注意海洋生态系统和物种的迁徙路线,但我们也需要迅速行动。
海洋生态系统
海洋不仅可以是无碳能源的来源,它还可以封存大量的碳:到目前为止,它已经吸收了我们燃烧化石燃料排放的二氧化碳的大约30%。最近,人们一直在讨论种植树木,数十亿棵,但没有提到一个事实,那就是全球大约一半的光合作用发生在海洋中。这种以陆地为中心的短视忽略了湿地和海草、珊瑚礁和牡蛎礁、海带森林和红树林的碳吸收潜力。
事实上,湿地在其土壤中可以储存比温带或热带森林多五倍的碳!即使纽约和新泽西已经失去了85%的沿海湿地,剩余的少量湿地在桑迪超级风暴期间减少了6.25亿美元的损失。沿海生态系统通常可以提供比海堤更便宜和更有效的海岸线保护,“蓝色碳”不应被忽视。保护和恢复沿海生态系统是一项很好的投资。
藻类生物燃料
在陆地上生产的生物燃料——主要是玉米和糖等作物制成的乙醇——通常依赖于大量的水、化肥和农药,并且需要大量的化石燃料来生产,以至于它们几乎不能被认为是绿色的。沿着我们海岸生长的藻类则不然,尽管为了大规模生产藻类生物燃料,还需要大量的研究和基础设施建设。联邦高级研究项目署-能源部(ARPA-E)水手计划为研发提供资金,估计美国每年可以种植5亿吨干重的巨藻,这相当于全国运输需求的10%左右。此外,海藻在生长过程中会吸收大量的二氧化碳——海带在一天内可以生长高达两英尺,并将阳光转化为化学能的效率高于陆地植物。即使我知道这些科学知识,对我来说,光合作用仍然像魔术一样。
再生海洋养殖
我们也可以,并且可以说应该,利用藻类来为我们的身体提供能量和喂养我们的牲畜,而不仅仅是为我们的机器提供能量。随着全球超过90%的鱼类资源被最大限度地开发或过度捕捞,当人口接近80亿时,我们当然不能依赖野生鱼类来养活世界。与此同时,工业水产养殖在很大程度上是不可持续的,通常专注于需要大量饲料和基础设施的肉食性鱼类。然而,海洋养殖的再生复兴存在巨大的潜力,重点是海藻和滤食性贝类(牡蛎、贻贝、蛤蜊、扇贝),它们仅靠阳光和海水中已经存在的营养物质就能生存。
这种类型的海洋养殖可以减少当地的海洋酸化(光合作用!)并改善当地的水质。此外,海藻吸收过量的氮和磷,这些氮和磷从陆地上因过度使用化肥用于工业农业而流失,并可能导致海洋死区。额外的好处:这些“海菜”具有很高的营养价值,并且在喂给奶牛时,可以将它们的甲烷排放量减少高达67%。
在我们经济努力从冠状病毒引发的衰退中复苏之际,同样重要的是要注意,实施这些海洋气候解决方案可以创造许多就业机会。在美国,“蓝色经济”支持约300万个就业岗位,每年为GDP贡献2850亿美元,来自旅游业、航运业、渔业和建筑业。而且这种情况还可以继续增长。在未来十年内,从马里兰州到缅因州安装海上风电可以支持超过36000个全职工作。作为绿色刺激计划的一部分,气候保护队可以让人参与到重新种植沿海生态系统的工作中。扩大再生海洋养殖可以创造数百万个直接和间接的就业机会。
这就是为什么除了绿色新政之外,我们还需要一个蓝色新政的原因。绿色新政决议只是顺便提了一次海洋。如果我们要以所需的数量级来应对气候危机,那么海洋必须从事后考虑变成中心环节。
因此,当您想到气候解决方案时,不要只想到屋顶太阳能电池板和电动汽车。不要背对海洋。它确实充满了气候解决方案。