将钻石粉尘撒入大气中可以抵消工业革命以来几乎所有人类造成的变暖,并“为我们争取一些时间”,科学家说。
新研究表明,由于宝石的反射特性,每年向平流层喷射 550 万吨(500 万公吨)钻石尘埃可使地球温度降低 1.8 华氏度(1 摄氏度)。这种程度的降温将大大有助于限制全球变暖,全球变暖始于 19 世纪下半叶,目前温度约为 2.45 F (1.36 C),根据美国宇航局。
该研究为正在寻找的地球工程领域做出了贡献通过减少从太阳到达地球的能量。
“这是一个非常有争议的话题,”研究合著者桑德罗·瓦蒂奥尼瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)实验大气物理学研究员告诉《生活科学》杂志。 “有许多科学家想要禁止对这个话题进行研究——甚至是研究。”
为了减轻太阳的变暖效应,研究人员长期以来一直建议使用微小颗粒或气溶胶将太阳光线反射回太空。研究人员将这些气溶胶注入平流层(位于地球表面上方 7.5 至 31 英里(12 至 50 公里)之间的地球大气层)意味着它们将在大气层中停留至少一年,然后再落回地球。说。
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平流层气溶胶喷射(SAI)的灵感来自大型火山喷发后有时会发生的冷却。火山喷出巨大的二氧化硫云。这种气体在平流层转化为硫酸,然后凝结形成细小的硫酸盐气溶胶将阳光反射回太空,阻止阳光到达地球并使地球变暖。
以前的研究有探讨了合理性瓦蒂奥尼说,将二氧化硫注入平流层以应对气候变化,但有一些不良副作用需要考虑。硫酸气溶胶吸收大量的太阳和地热,这意味着它们可能引发平流层变暖,从而影响平流层内循环的风。他说,任何扰动都可能波及对流层(平流层以下和地球表面以上的大气层),导致全球降水模式和环流中断。
瓦蒂奥尼说,这就是钻石可以派上用场的地方。
在一个建模研究他和同事在 10 月份发表的论文中发现,钻石颗粒既不会导致平流层变暖,也不会造成任何其他显着的破坏。这是因为金刚石粉末具有极强的反射性并且不会聚集在一起,这就是为什么其他一些材料吸收热量而不是将其送回太空的原因。
瓦蒂奥尼说,数百架高空飞机需要绕地球飞行,不断发射粒子才能达到冷却所需的量,但这种考虑超出了研究范围。
“我们只关注钻石,没有考虑成本或如何开采这些颗粒,”他说。 “但显然这些也是需要考虑的问题,以确定这样做是否可行。”
周一(12 月 16 日)发表在期刊上的一项新研究环境研究:气候研究人员证实,至少在理论上,钻石是平流层注入的最佳材料。
该团队使用模拟干预的完整气候响应的地球系统模型,将金刚石颗粒的冷却效率与铝和方解石颗粒的冷却效率进行了比较。他们发现,将地球冷却 1.8 F(每年 550 万吨)所需的钻石尘数量约为达到相同冷却效果所需的其他材料数量的三分之一。
但这些不同材料的成本和能源需求仍不清楚。一个2020年学习Vattioni 表示,估计从 2035 年到 2100 年,使用二氧化硫的 SAI 每年将花费 180 亿美元,铝和方解石的成本可能在同一水平上。钻石的费用将会高得多,2020 年的研究计算出 65 年间的总成本为 175 万亿美元。
“在这方面,方解石颗粒可能是更好的选择,”瓦蒂奥尼说,并补充说方解石是石灰石的主要成分,因此在世界各地很容易找到大量的方解石。
SAI 存在巨大的不确定性,科学家们距离实施它还差得很远。一些专家是反对进行此类研究完全由于可能会产生不可预见的后果,因为他们说这会从其他气候研究中抽走资金。
但瓦蒂奥尼表示,“不进行这项研究也意味着放弃一项至少可以帮助减轻一些风险的潜在技术。”
瓦蒂奥尼说,SAI 和其他地球工程战略并不是气候变化的解决方案,但它们“可以为我们赢得一些时间”。
他说:“我们确实面临着超过一些不可逆转的气候临界点和生态临界点的危险,而 SAI 可能有助于避免超过这些临界点,直到我们达到净零目标。”