光陆

　　人类每年向大气排放65亿吨二氧化碳，地球上的温室效应正逐年加重。全世界的科学家每时每刻都在为此难题寻找对策。一项大胆的科学设想，一个拯救地球生态的绝妙尝试———将多余的二氧化碳埋进深海。虽说实验、论证尚在进行之中，也有科学家提出异议，即使实践证明是暂不可行的，但作为一项科学设想也是了不起的，甚至是划时代的———

　　“给我半船铁，我能还给你一个冰川期。”

　　15年前，美国海洋学家约翰·马丁说过一句意味深长的话：“给我半船铁，我能还给你一个冰川期。”在加利福尼亚蒙特雷附近的莫斯兰丁海洋实验室供职期间，马丁就确信储存在大海里的铁对气候变化起着重要作用。铁的缺乏会减少海洋浮游植物的生长，而这些浮游植物需要铁来完成酶的制造。

　　马丁说，如果给缺铁的海域进行“补铁”，使其中的铁含量增加，浮游植物就会生机勃勃，进而通过光合作用，将海洋表面的二氧化碳剥离掉一层，以达到遏制全球变暖的趋势。

　　因种种原因，马丁没能在自己的有生之年对自己的大胆设想进行实验。直到1993年他的继承者们才将设想付诸实施。结果表明，缺铁的水域含铁量一旦提高，确实会有海藻茂盛的繁殖。一些科学家和企业家都认为这是既能减少大气中二氧化碳含量又能得到可观回报的好办法。

　　如果要把碳封存于深海，当然越深越好。浮游植物的繁殖局限在海洋表层水域，可以接受阳光的照射。大气中的二氧化碳溶解在海里，生物则利用二氧化碳进行光合作用。

　　在这个过程中，氧原子被释放出来，碳成为固体有机物的构成成分。然而，当浮游植物的猎食者在吃植物和吸入二氧化碳时，以这种方式被“固定”起来的碳很容易返回大气层。

　　要想让碳保持固体形式，就必须把碳沉入海水表层以下，让一切反应在那里发生。马萨诸塞州沃兹霍勒海洋学研究所的海洋化学家肯·比塞勒说，水的深度需要达到一千英尺或更深。这样，只有富含碳的最重的东西才会沉落到这个深度，例如死后浮游生物的细胞、猎食者的尸体以及它们的固体粪便。

　　为了验证马丁的理论，科学家在20世纪90年代进行了初步实验。溶于低酸度溶液中的铁被滴入厄瓜多尔的科隆群岛以西3平方海里的海面上。这项实验以及随后的实验结果都十分惊人。浮游植物一派生机，这种迹象十分明显，甚至可以在卫星照片上显示出来，而这些浮游植物产生的碳在卫星照片上一直没有清晰的显示。

　　“南海增铁实验”能否化腐朽为神奇

　　比塞勒说：“理论终究是理论，具有说服力的不是理论，而是实践。以往人们认为，如果浮游生物一派生机，就证明碳已经被有效移到了深海里。实际上，情况并非如此简单。

　　“浮游生物的生态系统中碳的重复利用率非常高———高达90%的碳保留在了海水的表层。这是一个永不间断的循环，某些生物生长起来，就被另一些生物吃掉；其他生物生长起来，又被另一些其他生物吃掉……这就意味着，碳并没有沉到深海。”

　　比塞勒的观点来自对新西兰附近海域为期一个月的观测，这项观测名为“南海增铁实验”。

　　南海，即低于南纬50度的南极洲附近水域，是一个较为理想的增铁实验区。那里海水的铁已经被消耗殆尽，而氢、磷、硅等浮游植物赖以生存的其他养分很丰富。

　　当河流沉积物和随风刮来的尘土把丰富的铁带进世界大多数海洋之时，携带地面尘土的风却不能进入大西洋中的三块水域———南海、大西洋中部部分区域和某些靠近北极的区域。海洋学家几十年一直不明白，为什么这些水域没有生机勃勃的浮游植物和丰富的鱼类。马丁找到了其中的原因，那是因为这些水域缺铁的缘故。

　　比塞勒使用了测量放射性元素铀及其衰变产物钍相对含量的技术。这两种放射性同位元素在海水中存在的比率是固定不变的,但是钍粘着于碳粒子上,而且向水下沉积。因此，如果海水表面钍的比例相对有所减少，就可以知道下沉的碳的数量。

　　比塞勒说，他最近做的测量结果表明，如果将人类活动排放的碳的30%埋入深海，就相当于把100万颗类似“南海增铁实验”中倾倒的铁粒覆盖在“比整个南海水面还要广阔的海域”。

　　持批评意见的科学家认为，谁也不能只通过小范围的增铁实验就推测出给大面积水域增铁带来的后果，谁也不知道碳的长期情况或者持续增铁所带来的影响。因为海洋中的食物链结构肯定会因此发生变化，要想增铁奏效，就必须改变食物链。

　　海水增铁还可能产生比二氧化碳还剧烈的温室效应气体。例如乙炔就是浮游植物腐烂后释放出来的。

　　德国大气科学家马可·劳伦斯在给《科学》杂志写的一封信中说，浮游植物还产生能够改变大气中云的含量的二甲硫化物和腐蚀臭氧层的二甲卤化物。“海水增铁可能带来出人意料的气候和大气变化，这是反对增铁做法的焦点”。

　　尚不了解海洋增铁的负面后果。

　　马丁生前也对这种不良后果提出过警示。他曾写到：“我认为，最大的危险是，在给海水增铁前我们根本不了解海水增铁可能会给增铁水域带来的后果，小至细胞大到生态系统将会发生什么情况。”

　　尽管如此，企业界对海水增铁技术的兴趣仍旧浓厚，弗吉尼亚绿海合资公司和加利福尼亚浮游生物基金会就是其中的典型代表。

　　早在7年前在日本京都召开的联合国气候变化框架会议上就通过了一项草案，也就是《京都议定书》，根据此议定书，公司可以向污染制造企业出售碳“信用卡”，条件是企业必须妥善处理自己排出的二氧化碳，比如把二氧化碳注入地下水库，或者通过植树造林加以吸收。按照最初设计，给海水增铁“施肥”可能是所有方案中最经济的办法。浮游生物基金会希望向海中倒入每吨碳收取4美元，不过目前还没有一个标准来确定深海的碳的数量。

　　尽管南海增铁实验的结果不太令人乐观，一些科学家依然认为给海水增铁是处理人类每年排放于大气中65亿多吨多余二氧化碳的最佳办法。

　　因为面对日益严重的温室效应，我们必须寻找应对的办法。海洋学家理查德·巴尔贝在北卡罗莱纳州杜克大学海洋实验室研究增铁效果的电脑模型，他将海洋增铁称为“世界上最成功的缓解过程”。

　　不过，巴尔贝不清楚被埋入深海里的碳的长期后果：即便碳沉下去了，就能永远静止不动吗？他的电脑模型显示，如果碳下沉得不够深，那么不到100年就会返回海面。

　　所以，要想取得最好效果，就要在大范围海域连续增铁。

　　对于海洋增铁是否成为遏制全球变暖的一剂良方，科学家们的意见还不统一。

　　不过，大家一致认为这种做法对研究海洋生态很有价值。关键是要搞清楚因此而引发的后果，不能顾此失彼。因为大面积实施增铁后，一旦出现负面效应，短时间内将是无法挽回的。

　　供图/Imaginechina

 
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