甲烷是导致地球温室效应的罪魁祸首之一,生活在湿地里的一些微生物是生产甲烷的“大户”,这些微生物靠湿地土层中的化学物质为生。湿地里还存在着“吃硫”的细菌,酸雨中所含的硫化物会使这些细菌大量增殖,与释放甲烷的微生物争夺营养,抑制它们的生长活动,从而减少甲烷的释放量。实验显示,在小范围湿地里,硫沉淀物能使湿地甲烷释放量减少30%。
为了模拟空气中硫污染物对地球湿地的影响,高奇领导的研究小组在美国宇航局戈达德航天飞行中心建立了一个计算机研究模型。研究人员评估并预测了从1960年到2080年间硫污染物与湿地甲烷之间的作用。研究人员发现,早在1960年,空气中的硫化物就在抑制甲烷的释放。而且,这种作用一直在持续。
研究人员通过模拟实验预测,目前酸雨中的硫化物可以抵消湿地释放出8%的甲烷,到2030年,这一数字将达到15%。
3.让温室气体拯救气候——德拟推二氧化碳制冷剂
现在的汽车一般都有空调,可以说空调如今已成为汽车的基本配置,也就是说,所有新出厂车辆均带有空调。
坐在有空调的车内当然舒服。可是你知道吗?车用空调的大量使用会给生态环境带来令人担忧的后果。
原因主要有两个方面,一是空调不仅多耗油、多排放废气,这些废气当然也是温室气体。二是制冷剂本身就是一种温室气体,虽然理论上讲制冷剂应在被密封的管道里循环,但实际上,在长期工作中总会有一部分泄漏出来。据统计,一辆汽车寿命完结前,其制冷剂R134a的损耗量为750克。而那些每年出口到东欧或非洲的上百万辆的汽车,由于没有回收技术,它们的制冷剂在汽车报废前后也会进人大气层。
面对此情,欧洲各国政治家们已开始认真对待制冷剂泄漏问题。欧盟计划至2010年将氟化气体排放量降低60%,车辆的制冷剂损耗量不得大于40克。2009年出厂的机动车排放的有害气体必须比二氧化碳低150倍,这就是说,R134a制冷剂将被禁止使用,因为它的有害程度是二氧化碳的1300倍。
你也许会问:有没有一种现用制冷剂的替代产品呢?当然有,这种替代产品就是令我们烦恼的温室气体一—二氧化碳。
环保主义者和汽车制造商认为,从目前看,温室气体二氧化碳便是最佳的选择。现在,德国宝马、奥迪和日本丰田公司均准备将二氧化碳作为新一代制冷剂。专家认为,二氧化碳作为制冷剂,一方面对大气造成的危害小,另一方面对密封圈和软管的损伤也不大。即使是在汽车报废后,其制冷剂二氧化碳也可以直接排入大气。试验表明,二氧化碳空调工作效率与R134a没有任何区别,且空调可以做得更紧凑。
你也许会问:既然这样,现有的汽车怎么还不用二氧化碳空调呢?
当然是这种空调器也存在着不足啦。什么不足呢?它工作起来不如现有的R134a空调那么协调。因为它的制冷剂二氧化碳气体必须在140帕的压力下才能充分制冷。为此,汽车需要增加一台压缩机,而软管和密封圈均须采用能承受高压的材料。此外,汽车还须增加一个热交换器,否则室外气温高于30℃时便无法正常工作。
这些问题当然挡不住科学的步伐。近几年,汽车供货商已经从技术上解决了采用二氧化碳制冷剂空调的问题,如在软管及相关连接件外加一层特氟隆涂层就可以承受这一压力。目前,已经有二氧化碳空调在试用。德国环境保护署的一项研究表明,德国现在就有能力生产二氧化碳空调。也许在随后的不久,我们的家用空调也是二氧化碳空调。
据估计,目前,国际市场对二氧化碳空调汽车的年需求量约为5.5亿辆,30年后可达10亿辆。
九、数学家大胆设想消除温室效应——冷却地球
前面我们讲了那么多阻止全球变暖的措施。如果你细心,你会发现基本上是围绕降低温室气体采取的措施。不知你心里是否会想:能不能采取别的办法阻止全球变暖呢?我们知道,全球变暖的病因是全球气候系统热收支平衡上升了。但是影响全球气候系统热收支平衡的因素有很多,其中最直接、有决定性的影响是太阳辐射,我们能不能从降低太阳对地球的辐射量上下工夫,从而使地球降温呢?你想想,太阳辐射到地球的能量降低,地球总的热量源下降,即使温室效应加强,地球也有可能降温。
这真是一个不错的思路,也绝对是可以认真考虑的想法,就像我们夏天用空调一样,我们可以直接对太阳辐射施加影响,从而调节地球的气温。
科学家们早就这样考虑啦,因为关于减少温室效应气体排放的《京都议定书》如今陷入了困境。原因有以下几点:一是很多发展中国家在加快经济发展速度;二是有些欧美国家拒绝改变自己的生活方式,拒绝减少二氧化碳的排放;三是下一个冰期在5万年内不会出现。
正因如此,科学家们作出了种种大胆设想使地球降温,很多想法简直让人匪夷所思。让我们来看看。
1.抛洒粉末,模仿火山喷发
享年95岁的美国物理学家爱德华·特勒去世以前曾有过设想——向空中抛洒铝和硫的粉末,以使天空变得灰暗。按照他的计算,向空中抛洒100万吨铝硫粉末可以使日照减少1%,从而抵消温室效应。人们不要认为提出如此令人瞠目结舌的主张的人是一个老糊涂。须知特勒是氢弹之父,直至去世以前一直被认为是美国最优秀的科学家之一。
特勒提出的办法只不过是要模仿大规模的火山爆发。1991年,波及范围达数百万公里的皮纳图博火山灰使地球气温下降了O.4摄氏度,而且持续时间达好几个星期。但人们无法随意操纵火山,于是特勒设想,可以用飞行于13千米高空的飞机和部署于赤道上的美国海军大炮向空中抛洒火山灰。这样做需要的经费为每年不到10亿美元。但生物化学家们却给这种主张泼冷水,他们认为散布于空中的这些硫和铝的微粒很可能会严重干扰同温层。
2.在地日之间放置滤光镜
除了特勒以外,另外还有许多科学家也在苦苦思索,希望能找到奇妙的办法给地球降温。美国物理学家洛厄尔·伍德有一个同特勒的设想一样离奇的计划,在地球和太阳之间万有引力互相抵消处(拉格朗日点),安装一面直径为2000千米的半透明镜子。他认为,这面巨大的滤光镜不但能减少温室效应,而且能充当地球的空调器——改变滤光镜的倾斜度,以增加或减少透过它的太阳辐射量。这个滤光镜就像在地球上空撑一把巨大的“太阳伞”,给地球做伞,想法够新颖。
研究表明,要解决目前的气候变暖问题,只需把太阳光遮挡掉3%即可。按此计算,在空间支起一把“太阳伞”的伞面积需要有2000平方公里左右,伞面要用薄如蝉翼、厚度只有0.002毫米的金属薄膜或塑料薄膜制造。这个庞大的伞面由4万个单元拼接而成,每个单元都有一个自动控制装置,用来调节其位置和方向。
如此庞大的伞面如何制造、运输和安装呢?它的总费用超过了1000亿美元,这个巨额费用由谁来支付呢?
此外,这面滤光镜不但会破坏同温层,而且还有可能妨碍紫外线的通过(紫外线其有清理太空的功效)。
它的可行性还存在许多问题。
3.将地球涂成白色
还有科学家从加强地球对太阳辐射的反射率的角度探索给地球降温,将数以十亿计的白色聚苯乙烯高尔夫球投向海洋;将地球上的所有房屋的房顶都涂成白色。美国的一位科学家提出了一项更富有诗意的方案,将数千平方公里的阴云“染白”。通过向阴云中喷洒一些微粒,使微小的雨滴数至少增加10%。这样,由于光学作用,层积云就会被照亮变白,—就会反射更多的太阳光。
这个想法,看起来还是可行的。我可要建议爸爸买白油漆,把我家的房子涂成白色。这样一来,生产白油漆的厂商可能要大发喽。
4.竖起“反射镜”
有些科学家指出,在空间安置一面反射镜,把部分太阳光集中反射到某个局部区域,就能改变这个局部区域的气候状况。例如,由于高空云层能阻挡地球向空间散发热量,会使地球表面越来越热。人们利用空间反射镜,就把太阳光集中反射到高空云层上,让云层逐渐受热而散开,加快地表热量的散失,降低地球温度。
制造和安装空间反射镜,在技术上已不再是天方夜谭。1993年2月4日,俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上,成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验,首次将太阳光反射到地球背阳的一面。这为空间反射镜的利用提供了很大启发。
5.制造“尘埃云”
科学家设想,如果在位于地球至太阳距离1%(拉格朗日点)处的某个位置上,设法飘浮一片尘埃云,就可以遮挡太阳光。所用的尘埃可取材于月球,把装有月球尘埃的若干个圆筒反射到空间某个位置上。在每个圆筒内装有炸药。当圆筒抵达规定的位置时,让炸药爆炸,使尘埃扩散开,制造一片永久性的、具有一定密度的尘埃云遮挡阳光。
6.编织“激光网”
上述方法都是在太空设置庞大的遮蔽物以遮挡阳光。但万一出了故障,会造成过多垃圾。为此,科学家提出建议,在人造卫星上配置激光发射装置和巨大的反射镜,形成“激光网”。据此设想,美国科学家提出了一个具体的实施办法:发射4颗人造地球卫星,4颗卫星发射的激光互相碰撞。这样,当太空中对海面温度有影响的红外线通过时,就会被与其能量相当的激光网阻挡,红外线就被反射并照射到海面上,海面温度便人为升高,产生气流,形成云雨,以此调节地球上的温度。
7.距离产生“凉”
我们知道,影响太阳辐射量的变化有两个因素,一是太阳自身辐射能量的变化;二是地球本身轨道的变化。我们也知道,地球的轨道在亿万年中不断变化,时而离太阳近,时而离太阳远,当太阳离地球距离远时,地球就会进入一个冰期,地球表面的平均气温就会下降。既然地球的轨道不是固定不变的,我们能不能调整一下地球的运行轨道,让它远离太阳,这样一来,到达地球的太阳辐射量就会适当降低,从而使地球降温呢?
这真是一个异想天开的大胆想法,有许多科学家正想法用调整地球轨道的办法来让地球降温。
美国行星科学家科瑞坎斯凯提出,利用重力加速度,即让小行星或适宜的彗星从地球身边通过,帮助地球调整自己的轨道,将日地平均距离从目前的14960万千米调整到距离太阳2.25亿万千米更为凉爽的运行轨道上。如果调整成功,地球就不用担心“温室效应”,全球变暖了。
但是,这一想法的隐患也是巨大的,除了使目前太阳系的行星轨道引发一系列混乱之外,如果重力拖曳加快了地球自转,则地球自转一个昼夜不是24小时而可能会缩短到几个小时。还有,地球在一个更远离太阳的轨道上运行的话,那么它绕太阳一周所花费的时间会比如今长,这样一年就不是如今的365天。这样的话,我们的生活时间钟可能要全部调整。
而且,还有一个大麻烦,假如月亮没能随着一起移动,它与地球的距离也会产生变化,怎么变,我们可能无法预知。我们知道,月亮对地球的影响是具大的,可能对地球造成毁灭性的灾难呀。
8.其他的一些异想天开的奇招
除了上述七大奇招外,科学家们还想出了许多在我们看来是异想天开的奇招来拯救地球,我们在此扼要的列举一些。
(1)给融化的冰川盖上毛毯。冰川盖上了巨大的毛毯,阻断与外界的热量交换,它们就不会融化了。可是那得多大的毛毯呢?
(2)用造冰机在南北两极造冰。我们前面在讲寻找全球变暖证据时,曾提到由于暖冬,亚冬会不得不人工造雪、人工降雪。既然我们能人工造雪、人工降雪甚至可以人工造冰,那么我们可以在两极不断地造冰,以补充融化掉的冰雪,让它们处于平衡状态,不是很好吗?
可是这里还是有些问题,你想想,气温不断升高,两极的冰雪的融化速度不断加快,那么我们就得不断加快造雪、造冰的速度,这种恶性循环什么时候是尽头呢?再说,我们人工造雪、人工造冰也要花费大量的能源,这些能源极有可能增加大气中温室气体的含量,从而加剧全球变暖的步伐,我们那时可能得不偿失呀。
其他的如用水泵驯服飓风以减弱飓风的危害,在沿海地区建湿地人工岛,用基因改良树木,以及更有效的固碳等等措施,我在此就不分析了。
这些奇思妙想还要花时间进一步考证它们的可行性,可是地球变暖的脚步越来越快,怎么办?我们能不能身体力行为阻止全球变暖做出一些微薄的贡献呢?
当然能,而且随着越来越多的人的身体力行,相对个人来说微薄的贡献在随着参与人数的不断增加,就会产生巨大的效应,从而在一定程度上缓解全球变暖的危机。