危险还是巧妙？ 地球工程可能是应对气候变化的关键

地球工程这个词乍一听起来可能很大胆。 一个人如何能够设计一些自然或地质的东西？ 然而，这根本不是违背自然规律的行为。 事实恰恰相反。 它通常被称为“气候的 B 计划”，是应对全球变暖或气候变化的一种方法。 

哈佛大学的太阳能地球工程研究项目将地球工程定义为“一组可以操纵环境并部分抵消气候变化影响的新兴技术”。 

哈佛大学地球工程项目将该领域视为两大类的复合体：碳地球工程或二氧化碳去除（CDR）和太阳能地球工程或太阳辐射管理（SRM）。 

一些研究纳入了第三类，即人工影响天气。 这些类别可以有更多的子类别。 但在深入研究它们之前，让我们先看看 CDR 和 SRM 指的是什么。

碳地球工程，或 二氧化碳去除正如其名称所示，其目的是去除大气中的二氧化碳。 这条路径将大气中二氧化碳的积累视为气候变化的根本原因。 二氧化碳通过从浓度到温度再到影响的排放链来危害环境。 碳地球工程的目标是打破排放与浓度的联系。 

太阳能地球工程或太阳辐射管理旨在打破浓度与温度之间的联系。 更准确地说，它的目的是将一小部分阳光反射到太空中。 通过增加返回太空的太阳辐射量，这一过程旨在冷却地球。  

然而，这两种地球工程类型都可以分为多个子类型，具体取决于它们所处理的位置及其影响的区域。 

地球工程类型

太阳辐射管理通过多种技术发挥作用，包括平流层气溶胶注入、表面反照率修改和微气泡。 

另一方面，二氧化碳的去除可以通过碳捕获和储存、直接空气捕获、碳捕获使用和储存、碳捕获和储存的生物能源、海洋施肥、增强风化和增强光合作用等技术干预来实现。 这些技术中的每一项都是互不相同的。 

平流层气溶胶注入

这一过程的目的是将大量微小的反射颗粒喷射到平流层中，通过将阳光反射到太空中来冷却地球。 建议的反光颗粒范围包括二氧化硫、细粉盐或碳酸钙。 喷洒可以从飞机上使用火炮或大型软管到达天空进行。 

根据印第安纳大学研究人员领导的一项研究，在大气中散射反射阳光的颗粒可以减缓西南极洲的快速融化，并降低灾难性海平面上升的风险。 印第安纳大学研究员兼该研究的主要作者保罗戈达德解释了这种方法的潜在好处。 他 陈述：

“探索在阳光被地球气候系统吸收之前将其反射到太空的方法，可以帮助我们赢得更多时间来应对气候变化，避免或推迟气候临界点，例如南极西部冰盖的崩塌。”

表面反照率修改

这项提出的地球工程技术旨在通过增强地球反照率（衡量有多少太阳光从地球表面反射回太空的指标）将更多阳光反射到太空中。 

它可以通过多种方式来完成，包括种植反射更多光线的作物、用反光材料覆盖大片沙漠或冰原、用白色油漆美化山顶和屋顶等等。 

为了添加更多背景信息，高反照率是指大部分辐射被反射的情况。 相反，低反照率表面是指反射一小部分太阳辐射并以热量形式吸收大部分太阳辐射的深色海洋表面。 

海洋云增亮

这项技术的目的是生成或创造更白的云，作为将更多阳光反射到太空的手段。 为了实现这一目的，所提出的技术旨在提高较小云滴的浓度。 

这项技术的支持者建议将大量微小颗粒（如海盐气溶胶）射入海洋云中，这些颗粒将充当云凝结核。 

为了使颗粒到达云层，该提案建议通过从带有能够将盐水转化为微小颗粒的喷嘴的容器中喷洒海水，将咸气溶胶注入海洋云层。

微气泡

这种地球工程技术建议将微气泡注入水体或海洋泡沫中，然后将其喷洒到海洋表面。 目的是通过改变水面的反照率将更多的阳光反射到空间中。 

更亮的水面将具有更高的反照率，从而导致吸收率降低以及太阳能转化为热量的程度减少。 现在，我们将研究一些二氧化碳去除技术。

碳捕集与封存

该工艺最初由石油工业开发，通常称为提高石油采收率技术 (EDR)。 它的工作原理是将加压二氧化碳泵入油藏，从老化油田中提取剩余的沉积物，并回收原本无法开采的石油。 

直接空中捕获

另一项拟议的温室气体去除（GGR）技术是直接空气捕获，可以大规模去除地球大气中的二氧化碳。 该技术计划利用化学反应，用可充当选择性二氧化碳过滤器的物质从大气中清除二氧化碳。 有两种已开发的工艺：液体溶剂和固体吸附剂。 

液体溶剂的一个例子可以是溶解二氧化碳的强氢氧化物溶液。否则，二氧化碳可能会粘附在固体吸附剂（例如塑料树脂）的表面上。 

碳捕获、利用和储存

该技术提出通过从工业废气中或直接从大气中捕获气体来去除二氧化碳。 捕获的气体用作制造原料。 它一直储存在制成品中，直到再次释放到大气中。 

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具有碳捕获和储存的生物能源

从名称中可以明显看出，这项提出的技术旨在从生物能源应用中捕获二氧化碳，并通过碳捕获和存储将其存储或通过碳捕获进行再利用。 

海洋施肥

这项理论技术建议将大量的微量和大量营养物质倾倒到生物生产力低下的海洋区域。 目的是鼓励浮游植物的生长，吸收大气中的二氧化碳并将其储存起来。 现有数据表明 至少十六次公海受精实验 在过去的30年。 

增强耐候性

拟议的增强风化干预措施旨在通过将大块精选和精细研磨的岩石材料散布到广阔的陆地区域、海滩和海面来去除二氧化碳。 该过程的灵感来自硅酸盐和碳酸盐岩石的自然风化过程。 

这一理论的支持者希望创造一个缓慢的碳酸化过程，每年缓慢消耗和吸收大气中近十亿吨二氧化碳。 

增强光合作用

通过基因操纵植物和藻类，增强光合作用将达到其目的。 它适用于水稻、小麦、棉花和树木等农作物。 目标是让这些作物代谢更多的二氧化碳，前提是这些植物可以在地面上储存额外的碳。 

随着所有这些地球工程干预措施准备就绪，人们必须仔细估计它们在现实生活中的应用中可能带来的益处或危险。 我们将研究一些更流行的技术及其优缺点。

地球工程的潜在好处和危险

的利弊 平流层气溶胶注入

这一过程可以通过抵消二氧化碳加倍导致的地球升温来解决全球变暖问题。 由于它的工作原理是火山喷发如何使地球冷却，因此它是一个已知的过程。 它也是负担得起且可行的。 

预期的不利因素可能是降雨量减少或区域气候变化，从而导致自然灾害。 这一过程不会阻止海洋酸化，如果二氧化碳水平继续上升，该过程的停止可能会导致行星迅速变暖。 

的利弊 海洋云增亮

海洋云增亮的主要优点是抵消二氧化碳加倍造成的所有变暖。 这一过程的另一个显着优点可能是两极的降温程度可能比热带地区更高，从而减缓或阻止冰损失。 该工艺不需要有毒化学物质，经济实惠且可行。 

然而，我们必须记住，海洋云增亮在很大程度上仍处于理论阶段，尚未进行任何实际测试，而且基本不具备必要的技术。 这一过程可能会减少降雨量并改变地区气候，其影响就像亚马逊河的干旱一样灾难性。 

的利弊 增强光合作用

该计划是将植物转化为生物炭，让它们吸收碳，最终混合到土壤中。 这一过程的最大优点之一是它是安全的，旨在减缓气候变化，而不是试图彻底扭转气候变化。 与许多其他地球工程技术不同，增强光合作用能够减缓海洋酸化的速度。 

然而，增强的光合作用功效尚未确定。 许多专家认为，由于二氧化碳增加一倍，它最多可以抵消 10% 的变暖影响。 该过程也被认为无法阻止海平面大幅上升。 

海洋施肥的优点和缺点

海洋施肥是安全的，旨在减缓变化速度而不是彻底改变进程。 它还能够减缓海洋酸化的速度。 

然而，科学家认为，其功效可能非常有限，只能抵消二氧化碳增加一倍导致的变暖的 5%。 应用这一过程还可能导致或加速海洋脱氧并破坏海洋生态系统。

虽然许多地球工程技术都是理论性的，有待实际应用，但也有一些企业已经开始在某种程度上开始使用它。  

致力于地球工程应用的公司

1. 做日落

制作日落主要采用平流层气溶胶注射技术。 根据 data 该公司公布，已发射28个气球，抵消了4,791吨年的变暖影响。 该公司相信，SAI 是为地球降温的直接且必要的解决方案，可以为人类过渡到更可持续的未来赢得时间。 

做日落 将自己定位为一家阳光反射公司，在高海拔地区制造可生物降解的反射云，为地球降温。 其总部位于美国南达科他州博克斯埃尔德。 该公司于 750,000 年 2022 月从 Boost VC 和 Pioneer Fund 筹集了 XNUMX 万美元的种子前资金。 

地球工程：危险还是巧妙

气候变化是现实，迫切需要尽快通过科技手段解决这些问题。 地球工程是否能成为答案，需要由未来来决定。 它仍处于实施的早期阶段，许多技术仅限于理论概念化。 

从积极的一面来看，与其他大规模气候减缓战略相比，SAI 的实施成本相对较低。 即使它本身不是一种成熟的补救措施，它也可以作为其他战略的补充，在制定和部署减少温室气体排放的长期努力的同时作为临时措施。 

但所有这些都必须谨慎进行。 必须确保该过程停止时不会产生破坏性或意外后果，例如臭氧消耗或快速反弹。 

必须进行更多的科学和技术研究来确定地球工程的可行性。 但它确实打开并扩大了科学思维的视野，以获得更多有关如何有效应对气候变化的想法。