產(chǎn)生溫室氣體，而溫室氣體會(huì)捕獲熱量。地球的氣溫正在緩慢而穩(wěn)步地升高，如果我們不做些什么，在未來(lái)的十年里，人類將會(huì)自己走向消亡。這里是天文在線未解之謎，今天我們將會(huì)回答這個(gè)特殊問(wèn)題：我們?cè)撊绾?ldquo;黑”進(jìn)地球并阻止氣候變化。

如果沒(méi)有規(guī)模龐大的地球工程項(xiàng)目，我們是無(wú)法通過(guò)控制排放來(lái)防止氣候變化的。地球工程是指使用特定技術(shù)，以某種方式來(lái)影響地球的氣候，并需要與減少碳排放的措施共同實(shí)施。換句話說(shuō)，由于我們已經(jīng)產(chǎn)生了大量的溫室氣體，僅僅追求碳中和已經(jīng)不夠了。我們現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)追求負(fù)碳排放如果我們能夠成功構(gòu)建這些技術(shù)，我們將成為卡爾達(dá)舍夫I型文明，這意味著我們可以掌握這顆行星所有可用能源。它是等級(jí)最低的文明類型，但這離成為我們夢(mèng)寐以求的星際和星系際文明又近了一步。

那么這些技術(shù)是什么呢？我們又該如何使用？最受歡迎的一種技術(shù)被稱為CCS，即碳捕集與封存，它在起初也包括防止燃盡的碳進(jìn)入大氣。此項(xiàng)技術(shù)用于化石燃料發(fā)電廠，并能夠捕獲這些化石燃料燃燒產(chǎn)生的近乎90%的碳。這些碳之后通常會(huì)被封存到地下深處或者海底某處。大自然就是這樣處理空氣中的碳，就像樹木吸收并固定碳，且在死亡后被埋藏地下，而這項(xiàng)技術(shù)只是加速了這個(gè)過(guò)程。

由于目前世界上80%的能源都是來(lái)源于化石燃料，碳捕集與封存在最初聽起來(lái)是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的減排方式。再者，該項(xiàng)技術(shù)安全并且經(jīng)測(cè)試的。但是，這項(xiàng)技術(shù)仍存在一些重大問(wèn)題。第一，很少有美國(guó)的煤廠真正地在使用這項(xiàng)技術(shù)。第二，CCS使能源供應(yīng)商不再積極尋求可再生的替代能源。

與碳捕集類似的一項(xiàng)提議是直接空氣捕獲，這是一種通過(guò)過(guò)濾器來(lái)直接分離空氣中碳的技術(shù)。該技術(shù)由瑞士公司Climeworks開發(fā)，該公司稱從2019年起，該技術(shù)將會(huì)開放給所有想要使用此技術(shù)的人。

玄武巖能夠捕獲水和二氧化碳，并最終使它們?cè)趲r石內(nèi)鈣化。 希望在接下來(lái)的五年中，這種從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法能夠變得流行起來(lái)。由于直接從空氣中捕獲二氧化碳的方法既花費(fèi)昂貴又無(wú)利可圖，這種方法不被投資者看好。

另一種利用地球自身循環(huán)處理碳排放的方法是“海洋綠化”。船身游離到海中的鐵可以被當(dāng)做浮游植物進(jìn)行光合作用肥料，光合作用正是通過(guò)吸收二氧化碳而得以進(jìn)行完成的。然而，“海洋綠化”的效果有待商榷，因?yàn)樗锌赡軐?duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成永久的損害。

另一個(gè)相似的新方案是提高海洋的堿性。 海洋吸收著人類（每年）將近25%的碳排放，這一過(guò)程也使得海洋的酸性逐漸提高。 逆轉(zhuǎn)海洋的酸化對(duì)于延緩或者停止氣候變化是非常重要的。所以有一些科學(xué)家建議，我們應(yīng)該向海洋中投放一些特定的礦物，并且用他們產(chǎn)生的物質(zhì)來(lái)吸收并存儲(chǔ)二氧化碳以減弱海洋的酸性。

與“海洋綠化”相似的另一種方法是“重新造林”。據(jù)估計(jì)，目前熱帶地區(qū)有將近7.51億英畝的非林土地可供種植。我們每年都會(huì)損失18.7萬(wàn)英畝的森林，并且損失的速度每年依舊在驚人地增長(zhǎng)。我們有許多可以種植樹木的新方案。一種由NASA前工程師Loren Fletcher （勞倫 弗萊徹）提出的方法就是使用無(wú)人機(jī)。Loren提到，無(wú)人機(jī)種植比人力種植更快更經(jīng)濟(jì)，并且每年可以種植將近十億的樹木。就像“海洋綠化”一樣，無(wú)人機(jī)種植提供的樹木可以使地球從空氣中自然地吸取二氧化碳。

“太陽(yáng)輻射管理” (SRM)是另一項(xiàng)主要地球工程?？偟膩?lái)說(shuō)，是一種反射照向地球的太陽(yáng)光的方法，這是目前為止提出的最野心勃勃的地球工程。該方法是在太陽(yáng)和地球的軌道之間放一個(gè)月球一樣大的盾牌或者機(jī)器人塵埃來(lái)阻擋太陽(yáng)輻射進(jìn)而使得地球冷卻。這種方法很有必要因?yàn)榈厍蚱骄鶞囟纫悦磕?.5攝氏度的幅度在增長(zhǎng)，這樣的氣候變化對(duì)地球有毀滅性的影響。 然而，創(chuàng)造這樣一個(gè)能反射陽(yáng)光的巨大盾牌對(duì)于現(xiàn)在的人類科技水平來(lái)水是十分困難的，所以人們能想到的相對(duì)實(shí)際的方法就是將海洋作為一面鏡子來(lái)反射太陽(yáng)光。

人們?cè)O(shè)計(jì)的的船會(huì)在海洋里激起泡沫，這些泡沫反射其內(nèi)部的陽(yáng)光，然而這會(huì)給海洋的生態(tài)環(huán)境造成消極的影響。我們卻可以利用這一點(diǎn)對(duì)海冰做與之類似的事——在北冰洋的海冰里放入小玻璃珠，以增加它的反射率，這樣就可以減少海冰的融化。以保持地球涼爽，最終達(dá)到阻止海平面上升的目的。我們也可以把目光轉(zhuǎn)向云層，特別是一種SRM卷云，如你所愿，將這種云減少正是減少大氣云層的計(jì)劃。這種云通常位于高海拔地區(qū)，它可以吸收大量太陽(yáng)輻射來(lái)防止其反射回宇宙空間。我們要做的就是用可以吸水的懸浮顆粒來(lái)減少它們的數(shù)量。

值得注意的是，該計(jì)劃未得到廣泛的測(cè)試，對(duì)環(huán)境可能存在潛在的危害。即使是這樣，我們也有過(guò)在云中操作的先例。一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，類似于在平流層撒入懸浮顆粒等一系列操作一直都有，例如，往大氣中撒入硫粉以模仿火山爆發(fā)，來(lái)弄懂如何遮擋陽(yáng)光。但人們不喜歡往空氣中撒硫的辦法，這種物質(zhì)會(huì)對(duì)呼吸造成影響。

最終，所有這種大型地球工程都面臨著一個(gè)重要的問(wèn)題，那就是資金需求與政府的支持，一些大型公司對(duì)氣候變化的解決方案上也不能得出一致的對(duì)策。氣候的變化不可否認(rèn)地給我們留下了一個(gè)問(wèn)題，掌控氣候變化需要全世界的科學(xué)性努力，僅僅只是限制氣體排放是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。若是我們繼續(xù)排放溫室氣體，再多的環(huán)境工程也將會(huì)無(wú)能為力。也許，我們應(yīng)當(dāng)將二者結(jié)合起來(lái)。為了減緩全球變暖，這注定需要每個(gè)人共同努力，這就是處理地球問(wèn)題及阻止氣候變化的辦法。如果你認(rèn)為我們有哪些遺漏的，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)告訴我們。

相關(guān)知識(shí)

太陽(yáng)光是太陽(yáng)發(fā)出的電磁輻射的一部分，特別是紅外線、可見光和紫外線。在地球上，太陽(yáng)光被大氣層散射并過(guò)濾，當(dāng)太陽(yáng)越過(guò)地平線后，太陽(yáng)光就像日光一樣明顯。當(dāng)直接的太陽(yáng)直射輻射不被云層阻擋時(shí)，它就是陽(yáng)光，明亮的光和熱輻射的結(jié)合體。當(dāng)被云層阻擋或反射到其他物體上時(shí)，陽(yáng)光就會(huì)被散射。消息來(lái)源顯示，整個(gè)地球的平均功率為每天24小時(shí)內(nèi)每平方米164瓦。

陽(yáng)光里的紫外線輻射對(duì)健康都有積極和消極的影響，例如合成維生素D3要用到紫外線，而紫外線也可以將其誘變失效。

陽(yáng)光從太陽(yáng)表面到達(dá)地球大約需要8.3分鐘。一個(gè)從太陽(yáng)中心開始的光子，每次靠近帶電粒子時(shí)改變方向，都需要1萬(wàn)到17萬(wàn)年的時(shí)間才能到達(dá)表面。