地球工程技术能否为地球降温？

参考消息网10月23日报道美国《大西洋》月刊网站9月20日发表报道，分析地球工程技术为地球降温的可能性。报道编译如下：

1993年秋天，一艘轮船装载着近1000磅(约合454千克)放在桶里的铁晶体驶入太平洋，然后将其全部倾倒进波涛中。第二天早上，海水被新萌发的浮游植物染成了淡淡的绿色。微生物的生长需要铁元素，它们在新陈代谢过程中会从空气中吸收二氧化碳。科学家们已经知道，地球大气层正在因二氧化碳而膨胀，地球很快就会迫切需要降温。那么为什么不培育更多可以提供帮助的微生物呢？率先提出这个想法的海洋学家约翰·马丁是这样说的：“给我半油轮的铁，我就能给你一个冰河时代。”他是在开玩笑，但也不全是。

用铁为海洋施肥是地球工程的一种形式，地球工程技术因其有可能对地球系统产生重大影响而引人瞩目，但也因同样的原因而备受争议。如今，一些地球工程技术已经投入使用，例如向天空喷洒化学物质以促使云层产生更多降雨，从而缓解干旱。科学家已经开始在现实世界中演示“云增亮”技术，向天空喷洒海盐以增加云层反射的阳光量。甚至更具争议性的方法——例如向平流层注入闪亮的含硫化合物以阻挡太阳光线——也正在成为主流气候讨论的一部分。所有这些方法的功效尚不确定，存在未知风险，并可能带来意想不到的后果。

随着地球升温，地球工程将以前所未有的方式操纵它，无论研究人员是发明机器从大气中吸走温室气体，还是推动微生物来代劳。与在外太空放置一把巨大的遮阳伞，使地球免受太阳光的照射相比，在本土生长的浮游生物上做文章听起来似乎没有那么戏剧性。但这一领域尚属新生事物，科学家们还不知道利用微生物进行地球工程是否真的是一种更温和的气候干预方式。毕竟，微生物在我们周围的世界和我们体内发挥着极其重要的作用——我应该将体内的数万亿微生物归为这篇文章的共同作者。为了最大限度地保持地球的宜居性，科学家们需要确切了解我们周围的微小生物是如何发挥作用的，也许它们甚至比那些更科幻地为地球降温的方法更有用。

微生物是地球上最丰富的生物，从远古时代起就一直在清理人类的垃圾，最近又在帮助维持现代生活。它们分解垃圾填埋场的垃圾，清除水体中的污染物，分解污水处理厂的污染物，并降解泄漏的石油。然而，加拿大阿尔伯塔大学生物科学教授莉萨·斯坦告诉我，在大规模气候解决方案中，微生物“利用率极低，完全被忽视”。斯坦说，在政府间气候变化专门委员会关于未来气候状况的报告中，几乎看不到微生物的身影。但她和其他人认为，微生物可以在应对人类造成的气候变化方面发挥重要作用。

一种受青睐的方法以甲烷为中心，甲烷是一种极强效的温室气体。华盛顿大学化学工程和微生物学名誉教授玛丽·利德斯特伦正在研究对天然以甲烷为食的细菌进行基因改造，从而使该微生物从空气中吞噬更多甲烷。这种被称为甲烷氧化菌的细菌将生活在类似集装箱的生物反应器内。这种生物反应器可以放置在已知的甲烷源(垃圾填埋场、煤矿、油气井和湿地)附近，以最大限度地减少进入空气中的甲烷量。同时担任加拿大气候变化微生物学研究主席的斯坦说，它们还可以净化已经在大气中循环的甲烷。她说，这项科学研究仍处于早期阶段，但总有一天，“它能改变我们的温度上升速度”。土壤的含碳量高于大气，研究人员还可以通过改变土壤成分来提高细菌的新陈代谢能力，从而利用土壤中的食碳微生物。

能够代谢碳的细菌也能在海洋中发挥作用。俄亥俄州立大学微生物学教授马修·沙利文正在研究能够感染此类微生物并影响其处理碳方式的海洋病毒。沙利文告诉我：“我喜欢利用大自然数十亿年来已经完成的工作。”他说，也许某些病毒可以促使这些细菌将碳转化为其最重的形式。在理想情况下，这些细菌会聚集起来，带着碳一同沉入海底，这样就不会使全球气温升高。

扩大任何气候工程的规模都是很棘手的。例如，要显著减缓甲烷引起的气候变暖，将需要约5万到30万个利德斯特伦的生物反应器工作20年。而且下游效应很难预测，更不用说控制了。沉积在一块土地上以改变土壤的物质可能会通过径流或其他方式扩散到一个完全不同的生态系统，并可能破坏其平衡。同样，大量铁元素进入南太平洋也会对地球其他海域产生影响。印第安纳大学布卢明顿分校生物学教授杰伊·伦农告诉我，干预病毒也可能产生意想不到的后果，“是否会发生相应的病毒大量繁殖，杀死所有浮游植物，并将二氧化碳释放回大气中？”新罕布什尔大学生物地球化学教授露丝·瓦尔纳告诉我，这些问题很值得考虑，但人类的干预时时刻刻都在影响着地球上的微生物。例如，农业中每一次使用化肥都算是微生物改造。瓦尔纳说：“这些都是我们已经操纵过的地方。”

人们对地球工程可能产生的意外后果给予了极大关注，但对预期效果的不确定性也同样存在。科学家们并不确定这些概念中的许多会被证明有多大效力，包括那些已经在实验室外进行过测试的概念。特拉华大学海洋生物学家戴维·基希曼告诉我，20世纪90年代的轮船探险并没有持续很长时间；旅程耗资巨大，科学家无法留在海上确定深海到底发生了什么。他说，从大气中“偷走”的碳至少要埋藏一个世纪才能产生最大影响。然而，如果浮游植物没有沉到足够深的水域，那么“它们就会被海洋表面的生物吃掉，而二氧化碳就会回到大气中”。

自2012年以来，科学家们没有尝试过大规模的海洋铁施肥实验，但这项研究可能很快就会卷土重来。两位研究人员正在利用美国国家海洋和大气管理局提供的新资金来模拟这项技术的有效性。虽然航海旅行不会很快发生，但微生物研究可能很快就会像其他类型的地球工程努力一样陷入危局。对地球未来的真正管理超越了气候黑客，而在于做出真正有意义的转变，摒弃化石燃料。但地球变得越热，地球工程似乎就越有吸引力。沙利文说：“如果没有全球大规模的行为改变，按照我们当前的发展轨迹，我们似乎将不得不采取一种工程解决方案。”我们可能必须比想象中更快地决定，我们需要拉动哪些神圣的杠杆，或大或小。（编译/张琳）

沙漠（路透社）