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新技术正在帮助北极海冰再生

  • 2025-04-25
  • Armanda
(图片来源:真冰)

这个故事最初发表于格里斯特。注册加入格里斯特每周通讯在这里”。

在昏暗的暮色中冬天的一天,低垂的太阳将橙色的手指伸过冰冻的海洋,一组研究人员在冰上钻了一个洞,插入了一个氢动力泵。它看起来不起眼——一根从金属圆柱体伸出的管道——但它承载着保护这片景观的许多希望。很快,它从下面吸收海水并将其喷到表面,使该地区淹没了一层薄薄的水。一夜之间,这些水就会结冰,使已有的水变稠。

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(图片来源:美国宇航局)

研究人员来自真冰是一家总部位于英国的非营利组织,其使命是保护这片日益萎缩的景观。他们的初步工作表明,在冰层顶部抽取 10 英寸的海水也会促进冰层底部的生长,使冰层再增厚 20 英寸。这是因为洪水过程消除了绝缘雪层,使更多的水结冰。当这个过程完成后,这块冰的厚度达到 80 英寸——相当于较古老的多年冰的范围较低在北极。 Real Ice 联合首席执行官安德里亚·切科利尼 (Andrea Ceccolini) 表示:“如果在更大范围内证明这一点是正确的,我们将证明,用相对较少的能源,我们实际上可以在整个冬天取得巨大的成果。”切科利尼和他的合作伙伴首席执行官 Cian Sherwin 最终希望开发出一种水下无人机,可以在不同地点之间游泳,检测冰的厚度,根据需要抽水,然后补充燃料并前往下一个地点。

今年冬天,他们进行了迄今为止最大规模的现场测试:比较了剑桥湾海岸近半平方英里的八个水泵的影响,剑桥湾是加拿大北极地区努勒维特基蒂克梅特地区的一个小镇。他们现在要等到六月才能得到结果。

他们的工作是关于我们如何减轻全球变暖造成的损害以及此类气候干预措施是否弊大于利的争论的核心。

海冰消失的影响远远超出了北极。今天,这片广阔的白色冰层将 80% 的太阳能反射回太空。如果没有它,黑暗的开放海洋将吸收这些热量,进一步使地球变暖。根据圣地亚哥加利福尼亚大学斯克里普斯海洋学研究所的说法,如果我们的海冰完全消失,添加相当于 25 年二氧化碳排放量的变暖量。这对我们的天气模式也有巨大的影响:海冰的减少是,,并向加利福尼亚输送更温暖、更干燥的空气,导致野火增加。在北极,冰的消失意味着依赖它的动物、微生物和土著社区的栖息地和粮食安全的丧失。

“就我个人而言,我对海冰的变化感到害怕”,Kitikmeot 商会执行董事 Talia Maksagak 说道。每年的结冰时间都变得更晚、更薄,影响了她的社区在岛屿之间旅行的能力。 “有人失踪,有人旅行,有人掉进冰里,”她继续说道。他们还依靠冰来狩猎、捕鱼和收获野生驯鹿或麝牛,这些野生驯鹿或麝牛每年两次跨越冰冻的海洋迁徙——尽管它们也是如此越来越多地坠入薄冰并溺水。

Maksagak 在帮助 Real Ice 就他们的研究向当地社区进行咨询方面发挥了重要作用,她也支持他们的工作。 “如果 Real Ice 提出这个天才计划来延长冰冻时间,我认为这对子孙后代非常有益。”

研究人员准备将他们的泵系统连接到为其供电的氢电池。(图片来源:真冰)

对于批评者和 Real Ice 研究人员来说,Real Ice 计划的可行性仍然存在许多问题。首先,他们需要确定这一原理是否科学有效——他们加厚的冰层确实能持续更长时间,从而抵消全球变暖对该地区影响的速度。最坏的情况是,添加咸海水可能会导致夏季冰融化得更快。但去年的研究结果表明并非如此:三个月后测试其试验冰时,Real Ice 发现其盐度在正常范围内。

如果今年的测试一切顺利,下一步将进行独立的环境风险评估。噪音是人们关心的问题之一。据世界自然基金会称,工业水下噪音显着改变海洋哺乳动物的行为,尤其是鲸鱼。同样,蓝鳕鱼在冰下产卵,藻类在冰上生长,大型哺乳动物和鸟类在冰上迁徙。 Real Ice 的水泵将如何影响它们?与 Real Ice 合作的剑桥大学气候修复中心主任肖恩·菲茨杰拉德 (Shaun Fitzgerald) 表示:“这些都是我们需要提出的问题,在我们开始评估这是否是一个好主意之前,这些问题都需要得到解决。”

菲茨杰拉德预测,非营利组织还需要四年的研究才能正确推荐该技术。目前,努勒维特环境评估机构努勒维特影响审查委员会已认为Real Ice 的研究地点不会造成重大影响。

加拿大剑桥湾表面形成新冰。(图片来源:真冰)

但这个想法的批评者认为这个过程无法扩展。 “这些数字根本不相符,”英国冰川学家、格兰瑟姆气候变化研究所前联合主席马丁·西格特说。他指出了北极的面积——平均海冰面积为 390 万平方英里——以及可能需要多少台水泵才能冻结其中的 10%。更重要的是,谁来为此买单?

切科利尼对第一个问题毫不畏惧。他们的技术并不复杂——“这是 50 年前的技术,我们只需要以新的方式组装它”——每个自动泵的成本估计为 5,000 美元。他们的模型预测,每年 500,000 个水泵可以使约 386,000 平方英里的海冰重新加厚,即阿拉斯加一半大小的面积。假设较厚的冰层持续数年,并且通过每年针对不同的区域,切科利尼估计该技术可以将当前夏季海冰水平维持在163万平方英里。 “我们在人类身上做了比这更伟大、更复杂的事情,”他说。

至于谁付钱,还不太清楚。一个想法是建立一个全球基金类似于热带雨林的建议,如果某种资源对全球有益,例如亚马逊或北极,那么国际社会就会为其保护做出贡献。另一个想法是“冷却积分”,组织可以支付一定数量的冰来冻结,以抵消全球变暖。这是加州地球工程初创公司 Make Sunsets 提出的一个有争议的想法,该公司认为平流层气溶胶注入——将反射粒子释放到地球大气层的高处——是冷却地球的另一种方法。然而,其研究存在许多风险和未知因素科学界是否担心,甚至已经墨西哥禁止。与此同时,近年来人们对信用体系的信心受到了损害,多项调查显示碳信用行业缺乏诚信。

一名研究人员从现场帐篷中眺望加拿大剑桥湾,Real Ice 曾于 2024 年和 2025 年在那里进行过背靠背测试。(图片来源:真冰)

Panganga Pungowiyi 是土著环境网络(一个致力于环境和经济正义问题的非营利组织)的气候地球工程组织者,原则上强烈反对制冷和碳信用额,并解释说它们“完全反对我们的[土著]价值体系”。她解释说,“这本质上是在帮助化石燃料行业逃避责任,并对其他原住民社区造成伤害——更多的痛苦、更多的肺部疾病、更多的癌症。”

这触及了争论的核心——不是这样的解决方案是否可以完成,而是是否应该这样做。因纽特人的意见存在分歧。虽然 Maksagak 支持 Real Ice,但 Pungowiyi 表示该技术与原住民价值观不符,并担心扩大规模的潜在危害。 Pungowiyi 指出,除了环境问题之外,北极的新基础设施历史上也带来了外来者(通常是男性)和对土著妇女的身体和性侵犯有所增加,许多人最终失踪或被谋杀。 Ceccolini 和 Sherwin 意识到了此类风险,他们明确表示,任何技术扩展都将与当地社区合作完成。他们希望该项目最终将由原住民运营。

科学家们使用螺旋钻钻穿北极冰层来安装泵。他们在冬天进行这项工作,希望加厚的冰在夏季能够持续更长时间。(图片来源:真冰)

“我们不想重复西方研究人员和组织过去所犯的错误,”舍温说。

Real Ice 并不是唯一一家想要保护北极的公司。北极倒影一家荷兰公司正在斯瓦尔巴特群岛进行类似的冰增厚研究;这北极冰项目正在评估散布在冰上的玻璃珠是否可以增加其反射率并防止其融化;和工程师休·亨特的海洋云增亮计划旨在通过喷洒海盐颗粒来增加云层的反射率,以保护冰层。

“我认为这些想法相对于其可信度和成熟度而言过于突出,”塞格特说,他指的是联合国气候变化年度会议(COP)和世界经济论坛上有关北极保护的对话。塞格特指出,不仅这些技术目前尚未得到证实,而且人们已经根据它们的成功做出了政策决策。这是一个被称为“道德风险”的论点——开发气候工程技术将降低人们减排的愿望。 “这就像给化石燃料公司的一份礼物,”他说,允许他们继续使用石油、天然气和煤炭而不做任何改变。 “我们有前进的方向,脱碳,我们需要尽一切努力来实现这一目标。任何偏离这一目标的干扰都是一个问题。”

新鲜抽出的海水在剑桥湾结冰,形成新的冰层。(图片来源:真冰)

当被问及道德风险时,剑桥大学的菲茨杰拉德表示同意:“这是一个强有力的论点。” “我很担心。这可能是导致我彻夜难眠的一件事。然而,我们需要考虑两害相权取其轻,即不进行这项研究的风险。”

或者,正如舍温所说:“不作为的代价是什么?”

支持气候干预战略的人强调,尽管脱碳至关重要,但进展太慢,而且缺乏政治意愿。 Real Ice 正在开发的技术可以为我们自己赢得更多时间。渥太华大学气候系统分析师保罗·贝克威斯 (Paul Beckwith) 提出了一个三管齐下:消除化石燃料,去除大气中的二氧化碳,保护北极。

舍温说:“这不应该是一场相互之间的对话,而应该更多地是我们如何同时管理这三个支柱。” “不幸的是,我们现在的处境是,如果我们不保护和恢复生态系统,我们将面临崩溃。”

Grist 的这篇文章作为全球新闻合作的一部分发表在此处立即报道气候。这个故事是一部分89%项目。

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