8月16日,在格陵蘭島的雅各布港冰川上,一塊相當於曼哈頓市中心大小的冰塊脫落,這是目前世界上移動速度最快的冰蓋。隨著它的融化,該冰川崩解出冰山,並以驚人的速度向北大西洋傾瀉淡水,這個速度近年來翻了一番。
雖然這座冰山可能是雅各布港冰川崩解出的最大冰山之一,但格陵蘭島冰川的融化並非個例。北極海冰正在減少,溫帶甚至熱帶地區山頂上的冰川也在退縮。南極洲西部冰蓋的融化可能會使全球海平面上升三米以上。
最近的一些論文認為,這種融化可能會在本世紀末發生,甚至可能在未來幾十年內發生,這是大氣中不斷積聚的溫室氣體造成的。二氧化碳水平的上升是冰河時代結束的原因,地球可能已經進入了一個新的地質時代,暫定名為人類世,這個時代看起來太熱,不適合永久冰蓋存在。鑑於海平面上升、永久凍土融化和冰川水儲量減少的風險,一些科學家開始思考,積極的干預是否可能變得必要——這種技術統稱為地球工程。
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瑞士的滑雪勝地已經用一層薄薄的反光箔覆蓋正在消退的冰川,以阻止融化。秘魯的居民使用鋸末或粉刷來達到類似的效果。但鑑於在限制溫室氣體汙染方面缺乏行動,一些科學家希望更進一步。他們希望改變地球反射陽光的量,以拯救冰川,冷卻整個地球,或兩者兼而有之。“這些策略的範圍從顏色較淺的屋頂或路面”可以反射陽光,冷卻城市,“到像在平流層高層放置粒子這樣有爭議的東西,”卡內基研究所全球生態學系的氣候建模師肯·卡爾代拉在斯坦福大學解釋說。高空的粒子會將部分陽光反射回太空,從而保持地球涼爽。
加州大學聖克魯茲分校的冰川學家斯瓦韋克·圖拉奇克也提出了另一種替代方案,他研究了南極洲西部的威爾金斯冰蓋以及其他冰川。這個冰蓋寬達一百公里,與大多數同類冰蓋不同,它實際上正在增長而不是融化,因為它在近幾十年減緩了流向海洋的速度。圖拉奇克不太確定原因,但更好地理解是什麼減緩了威爾金斯冰蓋的速度,可能會為如何阻止其他極地冰川提供思路。這可能包括排走潤滑冰蓋底部的水,減緩其向海洋移動的速度,或設定屏障以防止溫暖的海洋水域衝擊這些冰川底部並加速融化。
藍大理石空間研究所的大氣科學家和天體生物學家雅各布·哈克-米斯拉等其他專家表示,地球工程可以用來回到更冰冷的時代[pdf]。極地冰蓋比極地海洋或大陸反射更多的陽光回太空,有助於冷卻整體氣候。為了使冰蓋增長,哈克-米斯拉建議使海洋雲層更白,或透過在平流層中散佈氣溶膠太陽盾來模仿火山。這種硫酸氣溶膠已經是極地平流層中形成的珠母雲的主要成分;新增粒子只會增強自然過程(儘管它也可能加劇對臭氧層的破壞)。
但即使更大的冰蓋可以為數百萬年來太陽逐漸變亮的情況下提供更穩定的氣候的長期保險,但長期副作用也可能難以承受。哈克-米斯拉指出,如果極地冰蓋向南蔓延得足夠遠,可能會將人們從北歐、亞洲和北美驅逐出去。不斷推進的冰蓋也可能掩埋一些農業用地,使地球成為一個整體上更寒冷的地方,“可能減少地球上可居住區域的總量,”哈克-米斯拉在一篇闡述這一思想實驗的論文中寫道。“然而,如果目標是確保氣候穩定,以便文明能夠在未來數百萬年記憶體在下去,那麼或許這些變化可能是微不足道的代價。”
然而,如果這個計劃不起作用,代價就一點也不小。關於地球工程反射陽光遠離地球的建模研究表明,改變地球的反射率可以在短期內減緩格陵蘭冰蓋的融化,但無法完全阻止,並且仍然可能導致在未來一千年左右完全融化。即使天空被硫酸雲覆蓋,模型也表明,一旦格陵蘭冰蓋開始融化(而它已經開始融化),就很難使其重新生長。
向天空播撒粒子也可能根本不影響南極洲西部,因為南大洋的海水繼續變暖並衝擊冰蓋,即使在太陽遮陽傘下,也會加速融化。計算機建模表明,改變反照率以增長和加厚北極海冰仍然會讓西伯利亞和北美的永久凍土融化,釋放出增強全球變暖的溫室氣體。
更糟糕的可能是對人類心理的影響。“如果透過改變反照率來冷卻地球,可能會降低減少對化石燃料依賴的動力,這存在潛在風險,”地球物理學家、現任科學雜誌主編,以及為美國國家科學院評估氣候干預技術的委員會主席瑪西婭·麥克納特說。“這只是解決問題的一種療法,但它並沒有治癒問題。”
“如果有人在大氣中部署一層硫磺,可能會產生災難性的後果,”比如改變印度農民賴以生存的降雨模式,也曾在該委員會任職的卡爾代拉補充道。“任何大到足以對氣候產生重大影響的東西,都將大到足以對整個北半球,甚至可能對全世界產生氣候後果。”
一支向平流層噴射硫酸以模仿火山並反射陽光的噴氣式飛機艦隊不足以拯救冰蓋,但對於一個面臨氣候災難的世界來說,這可能是一個誘人的選擇。但這種療法可能比疾病本身更糟糕。“我們非常希望發現,我們可以繼續排放溫室氣體,並透過神奇的方式在事後清理它們,或者透過神奇的方式反射陽光來冷卻地球,”麥克納特在談到她所在委員會的分析時說。“這裡沒有靈丹妙藥。我們需要減緩和適應。它們仍然是我們氣候軌跡中最廉價和風險最低的解決方案,也是我們手頭最好的方法。”