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逆转气候变化:行星工程和实验技术

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1964年,俄罗斯天文学家尼古拉卡戴舍夫提出了一个衡量一个文明技术进步水平的尺度。一个I型文明将使用和控制其母行星的所有自然资源。第二类文明掌握了恒星和太阳系的能量,而第三类文明则利用并控制着银河系中所有可用的资源。

按这个比例,地球和人类大概是0.7型。我们正在利用这个星球上越来越多的资源,但却使元素和矿物的自然循环不平衡,这正在导致我们星球的气候发生巨大的、快速的变化。我们现在需要的是对这些资源及其环境的全面控制,这是一种气候工程。

目前,大多数气候科学家的观点是,我们已经接近无法回头的地步,即大气中碳含量的“临界点”——但我们还没有达到这一点,还有时间限制我们的排放,并开发技术来减少其在我们大气中的存在。尽管一些研究人员声称我们已经通过了这一点,但他们可能是我们保持家园宜居的最大希望。

生物能源与碳捕获和储存(BECC)

人们最常谈论的降低大气中碳含量的技术之一是BECCS——将生物能源(从生物质中产生能量)与碳捕获和储存(捕获并将大气中的碳封存在深部地质沉积物中)结合起来。作为一种减少碳排放的方法,碳捕获与封存技术已经在许多计划中的发电厂得到了保证。

很长一段时间以来,碳被捕获在能源产生的点上,用于各种其他用途——你的可乐中的气泡还会从哪里来?然而,这里的关键部分是储存——将碳转化成一种形式,然后可以被深埋在地下。然而,这项技术的经济性阻碍了它的发展——它需要花费大约40%的能源来捕获大约85%的排放。还有一种威胁是,在地下裂缝中储存大量的碳最终会再次困扰我们——无论是泄漏,还是更具爆炸性的东西。

BECC确实具有从大气中去除二氧化碳的潜力,其规模与其他常规缓解方案相结合,可以达到工业化前的二氧化碳浓度(Lenton和Vaughan,2009年),并且在经济上与其他潜在的空气捕捉方法(如使用氢氧化钠(Keith,Ha Duong等人。2006年)。

碳“擦洗”

我们知道树木从大气中吸收二氧化碳,作为其光合作用过程的一部分来产生食物,那么为什么不种植更多的树木呢?

这当然是个选择!意大利建筑师Stefano Boeri设计并建造了“垂直森林”——将树木融入高层公寓的设计中,以减少这些房屋的净碳足迹。我们将在未来几年密切关注,看看这在实践中有多有效。

城市藻类养殖场正在日内瓦的一条高速公路上进行试点,既是生物燃料的来源,也是为了减少城市排放。

但是,随着人们对如何从自然界中提取碳的理解,为什么我们不能找到一个技术解决方案呢?

又一次…我们已经有了!克劳斯·拉克内尔(Klaus Lackner)一直在开发一种特殊的塑料树脂,即他的“人造树叶”,这种化学物质同样可以让我们在潜艇和国际空间站中回收人类的呼出物。这种塑料可以在软水器中从水中提取钙,但当它被碳酸钠浸渍时,它会从空气中提取二氧化碳,从而将碳酸钠转化为碳酸氢钠,或者众所周知的小苏打。

然后,正如我们在BECC中看到的那样,它可以被隔离,但是它不需要与初始排放点相连,可以直接位于隔离点的正上方,从而节省时间、金钱和精力。

跳出框思考

除了上面详细介绍的这些过程外,还有许多奇怪和奇妙的方法被提出来应对气候变化和温室气体。繁殖和喂养奶牛以促进低排放,用巨大的激光阵列分解大气中的CFC(同时使用2%的行星能量!),用太阳能电池板和动力电池板代替道路和人行道。

这就是人类传统上处理看似无法克服的问题的方式——我们把所有的想法都扔到墙边,看看有什么能坚持下去(还有什么是划算的!)。也许还有一种新颖而巧妙的方法,没有人想到它能帮助我们减轻对我们生存的最大威胁,而且我们真的应该相信我们会的。几个世纪以来,疾病、战争、饥荒和自然灾害都袭击了我们,但人口和知识只增加了。

如果我们能让我们的星球再延续几个世纪,我们很可能已经准备好离开它了——给大自然母亲一个机会,用自己的时钟扭转气候变化。

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