炎夏来袭，在室内吹着空调吃着雪糕的你，可曾想到，我们的地球正在“发烧”？过去100年，全球平均变暖了1℃，海平面上升19厘米。北极海冰持续融化，近十年消失面积相当于中国的东北三省。
1880-2017年全球陆地海洋平均温度变化，图片来源：NASA
联合国政府兼气候变化专门委员会（IPCC）称，“有95%的把握”，全球温度正在持续增加，而且主要是由人类行为造成的[1]。无数宣传和电影，早已经把全球变暖的各种灾难后果，描写的淋漓尽致。
对抗全球变暖，最简单的办法，就是降低温室气体（主要是二氧化碳）排放量。然而，这恰恰是最困难的办法。经济与政治相互掣肘，人类似乎难以在减排上达成共识。从《京都议定书》到《哥本哈根协议》，国家间的博弈与制衡，似乎在拖延着给地球降温的步伐。
无论如何，坐以待毙是最糟糕的决定，总要有人站出来，对着全球变暖宣战。
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以全人类的命运为赌注，这群学者、商人和社会活动家，不断摆弄他们手中最大的筹码——“气候工程”。
按照英国皇家学会的定义：“气候工程（Geoengineering ）指人类为应对全球变暖，而对地球气候系统进行的大规模干涉[2]。”
“大规模”和“干涉”，这两个词并排放在一起，听起来仿若是场拼尽全力的冒险。
在我半船铁，还你一个冰河时代
这句狂言来自于美国海洋学家约翰·马丁。
在莫斯兰海洋实验室供职期间，马丁常年关注南太平洋地区的海洋生态。他发现，这片海域虽然辽阔，却生机寥寥。分析原因，他认为南太平洋的海水中缺乏铁元素，而这种元素又是浮游植物生长所必须。庞大的浮游植物群体，也是吸收大气中二氧化碳的主力军[3]。
基于这一逻辑，马丁提出，如果给海洋补铁，促进浮游植物增长，就可以降低二氧化碳浓度，从而抑制全球变暖。
马丁的这种构想，被称为“海洋铁质施肥（Ocean Iron Fertilization）”。这个念头在当时太过疯狂，直到马丁去世，都没有被施行过。
然而，随着变暖问题的日益严峻，马丁的设想迎来了转机，人们开始对“海洋加铁”的构想产生了兴趣。世界范围内，陆续有人开展了实验，其中，最著名的是IronEX系列实验。
1995年，科学家们在赤道选取了一片100平方千米的海域，向其中倾倒了225千克的铁盐粉末。这些铁元素着实让浮游植物开心，大量繁殖的藻类甚至把海水染成了蓝绿色。值得欣慰的是，这些浮游植物显著降低了水体中的二氧化碳浓度[4]。
位于南大西洋的一片水域，浮游植物大量生长，将海水染成蓝绿色。图片来源：NASA
然而，我们仍然说不清楚，海中加入铁是否真的可以减少大气中的二氧化碳。因为海洋上面的空间太过辽阔，又伴随着天气与风向的问题，即使观测到了大气中二氧化碳浓度的改变，也没有人敢下百分之百的断言，证实这是加铁带来的变化。更糟的是，大量的加铁，引发了复杂的海洋化学反应，释放出了大量的N2O。这种气体的温室效应，比二氧化碳要高300倍[4]。
“海水加铁”方案受到多方质疑，归根结底，是因为人类无法只通过如此小范围的实验，来推断整片海洋中铁元素所扮演的角色。而且，持续加铁会对海洋生态系统造成怎样的影响，谁也无法说清。
当学者们还在思索，海水加铁到底收效几何时，有人已经急不可耐，一心想把这事变成一门生意。
1997年，《京都议定书》提议引入市场机制来控制温室气体，把二氧化碳排放权作为一种商品，促成碳交易制度。也就是说，如果你排放的二氧化碳量超标，就需要到别人那里购买；如若你自己的排放指标有富余，大可拿到市场上赚个外快。简言之，二氧化碳的排放量就是真金白银。
美国人迈克·马克尔斯想抓住这个赚钱的机会。他着手创办了一家公司，声称要向海里投放25万吨铁粉，促进海洋浮游植物生长，就能减少二氧化碳。他自己估算，这个方案可以抵消整个美国排放出的二氧化碳。如果这项计划成真，那么，他创造出的二氧化碳排放份额将是一笔巨大的财富。
然而理想丰满、现实骨感。因为伴随着巨大的不确定性和生态隐患，这项计划被美国政府禁止。马克尔的减排（赚钱）野心也告一段落。
在全人类头上泼硫酸
有过和海中撒铁过类似“壮举”的，还有保罗·克鲁岑。这位1995年的诺贝尔化学奖得主，研究领域是臭氧层和大气科学。
保罗·克鲁岑。来源：www.sohu.com
相比于约翰·马丁，保罗·克鲁岑的构想更为直接——他想挡住太阳。而他的提议则更为疯狂——他要在全人类的头顶泼硫酸。
2006年，保罗·克鲁岑撰文呼吁公众关注气候工程，并提出了人工在平流层注入含硫颗粒的方案。他分析说，这些微小颗粒可以在空中悬浮，形成一种气凝胶，从而能反射部分阳光，给地球降温[5]。
之所以提出这样的方案，是因为大自然帮保罗做过一次实验。
1991年菲律宾吕宋岛，皮纳图博火山爆发，喷出了100亿吨岩浆和2000万吨二氧化硫。这些二氧化硫在平流层形成了一层硫酸雾，遮挡了部分阳光，使得当年全球平均气温下降了0.5度[5]。
皮纳图博火山爆发，喷出了大量二氧化硫。图片来源：Bigthink
保罗的追随者们将这个设想进一步完善，并发展出一套名为“太阳辐射管理（Solar Radiation Management）”的理论体系。他们认为，通过降低地球对太阳光的吸收，可以抵消温室气体所带来的升温。
这一学派的代表人物是大卫·凯斯。这位来自哈佛大学的教授，研究了25年的气候科学和公共政策。凯斯坚信改造地球大气，是抵抗全球变暖的最优之选。
除了肯定保罗的“火山降温理论”，凯斯自己也有一项有意思的论述。他提出，自20世纪70年代，西方各国加强了空气污染治理，十几年削减了75％的二氧化硫污染。这项举措虽然给人民的健康带来了的好处，但它同时降低了大气对阳光的反射能力，从而造成了1980年至今北极气温上升了半摄氏度[6]。
当然，凯斯坚定地支持环保，但他也坚信二氧化硫和硫酸的降温作用。这些含硫的微粒，悬浮在低空就是污染源，但悬在高空，就是阻挡阳光的屏障。所以，凯斯将保罗的设想进一步细化，并设计了一套具体的流程。
大体来说，就是通过改装的喷气飞机，将数百万吨二氧化硫或硫酸，分批次投放在平流层或以上空间[6]。虽然，完成全部计划预计周期长达20年，但凯斯相信自己找到了最优的投放方案。
根据凯斯的计算，完成他的这项“平流层泼酸”，需要耗费10亿美元。这笔花费看似巨大，但相对于全球变暖造成的自然灾害损失和农业减产（每年损失近8000亿美元）来说[6]，这个计划仍是十分划算。
当然，“上天泼酸”这事，远没有凯斯所说的那么简单，不断有学者发出质疑。比如，凯斯的一位同僚就指出，这些含硫酸的微粒可能会与水蒸气发生反应，加速臭氧层的破坏[7]。此外，降温成功可能会加重厄尔尼诺现象，进而对温带和南美洲的生态造成破坏[8]。
“上天泼酸”这项气候工程，不止隐患重重，而且开弓没有回头箭。最近有学者论证，虽然平流层加硫酸可以降低温度，但这些硫酸云能够维系的时间，可能只有区区一年，后期要定时定量的补充。如此一来，就成倍地增加了凯斯方案的成本。
更糟的是，如果硫酸的补充不及时，所引起的后果将是灾难性的：已经降下来的温度将会快速回升，以至于自然界中的动植物没有充足的时间进行适应，大规模的物种灭绝在劫难逃[8]。
除了这些，“上天泼酸”还有一个“不良”后果：这些悬浮的颗粒，如同高空中飘散一层薄薄的雾霾，会让天空变白。
如果这项工程实施，我们可能再也见不到蔚蓝的天空了。
正版素材来源：图虫创意
谁来拯救人类
不论是海水撒铁，还是高空泼酸，这些应对全球变暖的计划，无疑是人类有史以来最疯狂的实验之一。
这些气候工程的学者与践行者们，有可能成为人类的救世主，也可能一不留神成为人类的终结者。
感受着越来越暖的冬天，眼看着慢慢涨起的海面，问题来了：我们该把自己的命运，押注给谁呢？（编辑：小柒）
参考文献：
- Stocker,T.F. et al. (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Summary for Policy Makers
- National Academy of Sciences, (2016). "Public Release Event: Climate Intervention Reports; Climate Intervention: Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration and Climate Intervention: Reflecting Sunlight to Cool Earth”.
- Radcliffe, S. (2014). Geoengineering: ocean iron fertilisation and the law of the sea.
- Yoon J.E. et al. (2016) “Ocean Iron Fertilization Experiments: Past–Present–Future with Introduction to Korean Iron Fertilization Experiment in the Southern Ocean (KIFES) Project” Biogeosciences Discuss., Doi:10.5194/bg-2016-472.
- Crutzen, P. J. (2006). Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: a contribution to resolve a policy dilemma?. Climatic change, 77(3), 211-220.
- Keith D, Wagner G. (2016). “Help cool climate. Add aerosol” Wired 2016.
- Anderson, J. G., et al.(2012). “UV dosage levels in summer: Increased risk of ozone loss from convectively injected water vapor.” Science, 1222978.
- Trisos, C. H. et al (2018). Potentially dangerous consequences for biodiversity of solar geoengineering implementation and termination. Nature Ecology & Evolution,