面對全球暖化日益嚴峻的挑戰,科學家們不斷探索各種方法來減緩氣候變遷,其中「地球工程」的概念近年來備受關注。地球工程指的是透過大規模人為干預來改變地球環境,例如向海洋傾倒鐵質、發射太空鏡等,這些方案往往充滿爭議,甚至被認為是異想天開。然而,最新研究指出,鑽石粉塵可能成為對抗暖化的全新武器,為地球降溫提供了一線希望。
鑽石粉塵:逆轉氣候變遷的奇蹟?
這項研究的重點是「平流層氣溶膠注入」,其靈感來自於火山爆發。火山爆發會將大量的二氧化硫噴射到平流層,二氧化硫與水蒸氣和其他氣體反應形成硫酸鹽氣溶膠,這些懸浮微粒能將陽光反射回太空,達到降溫效果。然而,人為注入硫酸鹽也存在許多風險,例如形成酸雨、消耗臭氧層等。
為了尋找更安全的替代方案,蘇黎世聯邦理工學院的氣候科學家桑德羅·瓦蒂奧尼(Sandro Vattioni)及其團隊,建立了一個3D氣候模型,該模型包含了氣溶膠的化學性質、在大氣中的傳輸方式以及吸收或反射熱能的方式。此外,模型還考慮了氣溶膠的兩個較少被研究的微物理特性:沉降(氣溶膠如何隨時間從大氣中沉降)和凝結(氣溶膠如何聚集在一起)。
研究人員模擬了七種化合物的影響,包括二氧化硫、鑽石、鋁和方解石(石灰石的主要成分)顆粒。他們在模型中評估了每種顆粒在45年內的影響,結果顯示,鑽石顆粒在反射輻射、保持懸浮和避免聚集方面表現最佳。此外,鑽石被認為是化學惰性的,這意味著它不會像硫一樣發生反應形成酸雨。
鑽石粉塵降溫方案的可行性?
儘管鑽石粉塵在模型中表現出色,但康乃爾大學研究氣候科學的工程師道格拉斯·麥克馬丁(Douglas MacMartin)指出,這個方案的成本非常高昂。人造鑽石粉塵的價格約為每噸50萬美元,比硫磺貴2400倍。根據估計,如果從2035年到2100年持續使用鑽石粉塵,成本將高達175兆美元。
此外,鑽石等固體顆粒需要多次飛行才能逐漸輸送,以防止顆粒聚集,而硫磺等氣體則可以大量注入,並透過幾架飛機快速分散到平流層。
麥克馬丁還表示,由於火山爆發為我們提供了天然的實驗場景,硫酸鹽是目前唯一可以在大型戶外環境中進行研究的氣溶膠,而不會引起太多反對。
其他延伸主題
一些科學家仍然反對進行任何地球工程研究,因為他們擔心大規模實施會帶來不可預見的後果,並且認為地球工程研究會分散研究人員和資金,影響減少碳排放和應對氣候變遷的努力。
相關實例
皮納圖博火山爆發就使地球溫度降低了0.5°C,持續數年之久,為地球工程提供了天然的實驗場景。
優勢和劣勢的影響分析
降溫效果持久、不會形成酸雨。
鑽石粉塵的缺點
成本高昂、技術難度大、潛在風險未知。
深入分析前景與未來動向
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