人類每年向大氣排放65億噸二氧化碳，地球上的溫室效應正逐年加重。全世界的科學家每時每刻都在為此難題尋找對策。一項大膽的科學設想，一個拯救地球生態的絕妙嘗試———將多余的二氧化碳埋進深海。雖說實驗、論証尚在進行之中，也有科學家提出異議，即使實踐証明是暫不可行的，但作為一項科學設想也是了不起的，甚至是劃時代的———

　　“給我半船鐵，我能還給你一個冰川期。”

　　15年前，美國海洋學家約翰·馬丁說過一句意味深長的話：“給我半船鐵，我能還給你一個冰川期。”在加利福尼亞蒙特雷附近的莫斯蘭丁海洋實驗室供職期間，馬丁就確信儲存在大海裡的鐵對氣候變化起著重要作用。鐵的缺乏會減少海洋浮游植物的生長，而這些浮游植物需要鐵來完成?的制造。

　　馬丁說，如果給缺鐵的海域進行“補鐵”，使其中的鐵含量增加，浮游植物就會生機勃勃，進而通過光合作用，將海洋表面的二氧化碳剝離掉一層，以達到遏制全球變暖的趨勢。

　　因種種原因，馬丁沒能在自己的有生之年對自己的大膽設想進行實驗。直到1993年他的繼承者們才將設想付諸實施。結果表明，缺鐵的水域含鐵量一旦提高，確實會有海藻茂盛的繁殖。一些科學家和企業家都認為這是既能減少大氣中二氧化碳含量又能得到可觀回報的好辦法。

　　如果要把碳封存於深海，當然越深越好。浮游植物的繁殖局限在海洋表層水域，可以接受陽光的照射。大氣中的二氧化碳溶解在海裡，生物則利用二氧化碳進行光合作用。

　　在這個過程中，氧原子被釋放出來，碳成為固體有機物的構成成分。然而，當浮游植物的獵食者在吃植物和吸入二氧化碳時，以這種方式被“固定”起來的碳很容易返回大氣層。

　　要想讓碳保持固體形式，就必須把碳沉入海水表層以下，讓一切反應在那裡發生。馬薩諸塞州沃茲霍勒海洋學研究所的海洋化學家肯·比塞勒說，水的深度需要達到一千英尺或更深。這樣，隻有富含碳的最重的東西才會沉落到這個深度，例如死后浮游生物的細胞、獵食者的尸體以及它們的固體糞便。

　　為了驗証馬丁的理論，科學家在20世紀90年代進行了初步實驗。溶於低酸度溶液中的鐵被滴入厄瓜多爾的科隆群島以西3平方海裡的海面上。這項實驗以及隨后的實驗結果都十分驚人。浮游植物一派生機，這種跡象十分明顯，甚至可以在衛星照片上顯示出來，而這些浮游植物產生的碳在衛星照片上一直沒有清晰的顯示。

　　“南海增鐵實驗”能否化腐朽為神奇

　　比塞勒說：“理論終究是理論，具有說服力的不是理論，而是實踐。以往人們認為，如果浮游生物一派生機，就証明碳已經被有效移到了深海裡。實際上，情況並非如此簡單。

　　“浮游生物的生態系統中碳的重復利用率非常高———高達90%的碳保留在了海水的表層。這是一個永不間斷的循環，某些生物生長起來，就被另一些生物吃掉﹔其他生物生長起來，又被另一些其他生物吃掉……這就意味著，碳並沒有沉到深海。”

　　比塞勒的觀點來自對新西蘭附近海域為期一個月的觀測，這項觀測名為“南海增鐵實驗”。

　　南海，即低於南緯50度的南極洲附近水域，是一個較為理想的增鐵實驗區。那裡海水的鐵已經被消耗殆盡，而氫、磷、硅等浮游植物賴以生存的其他養分很豐富。

　　當河流沉積物和隨風刮來的塵土把豐富的鐵帶進世界大多數海洋之時，攜帶地面塵土的風卻不能進入大西洋中的三塊水域———南海、大西洋中部部分區域和某些靠近北極的區域。海洋學家幾十年一直不明白，為什麼這些水域沒有生機勃勃的浮游植物和豐富的魚類。馬丁找到了其中的原因，那是因為這些水域缺鐵的緣故。

　　比塞勒使用了測量放射性元素鈾及其衰變產物釷相對含量的技術。這兩種放射性同位元素在海水中存在的比率是固定不變的,但是釷粘著於碳粒子上,而且向水下沉積。因此，如果海水表面釷的比例相對有所減少，就可以知道下沉的碳的數量。

　　比塞勒說，他最近做的測量結果表明，如果將人類活動排放的碳的30%埋入深海，就相當於把100萬顆類似“南海增鐵實驗”中傾倒的鐵粒覆蓋在“比整個南海水面還要廣闊的海域”。

　　持批評意見的科學家認為，誰也不能隻通過小范圍的增鐵實驗就推測出給大面積水域增鐵帶來的后果，誰也不知道碳的長期情況或者持續增鐵所帶來的影響。因為海洋中的食物鏈結構肯定會因此發生變化，要想增鐵奏效，就必須改變食物鏈。

　　海水增鐵還可能產生比二氧化碳還劇烈的溫室效應氣體。例如乙炔就是浮游植物腐爛后釋放出來的。

　　德國大氣科學家馬可·勞倫斯在給《科學》雜志寫的一封信中說，浮游植物還產生能夠改變大氣中雲的含量的二甲硫化物和腐蝕臭氧層的二甲鹵化物。“海水增鐵可能帶來出人意料的氣候和大氣變化，這是反對增鐵做法的焦點”。

　　尚不了解海洋增鐵的負面后果。

　　馬丁生前也對這種不良后果提出過警示。他曾寫到：“我認為，最大的危險是，在給海水增鐵前我們根本不了解海水增鐵可能會給增鐵水域帶來的后果，小至細胞大到生態系統將會發生什麼情況。”

　　盡管如此，企業界對海水增鐵技術的興趣仍舊濃厚，弗吉尼亞綠海合資公司和加利福尼亞浮游生物基金會就是其中的典型代表。

　　早在7年前在日本京都召開的聯合國氣候變化框架會議上就通過了一項草案，也就是《京都議定書》，根據此議定書，公司可以向污染制造企業出售碳“信用卡”，條件是企業必須妥善處理自己排出的二氧化碳，比如把二氧化碳注入地下水庫，或者通過植樹造林加以吸收。按照最初設計，給海水增鐵“施肥”可能是所有方案中最經濟的辦法。浮游生物基金會希望向海中倒入每噸碳收取4美元，不過目前還沒有一個標准來確定深海的碳的數量。

　　盡管南海增鐵實驗的結果不太令人樂觀，一些科學家依然認為給海水增鐵是處理人類每年排放於大氣中65億多噸多余二氧化碳的最佳辦法。

　　因為面對日益嚴重的溫室效應，我們必須尋找應對的辦法。海洋學家理查德·巴爾貝在北卡羅萊納州杜克大學海洋實驗室研究增鐵效果的電腦模型，他將海洋增鐵稱為“世界上最成功的緩解過程”。

　　不過，巴爾貝不清楚被埋入深海裡的碳的長期后果：即便碳沉下去了，就能永遠靜止不動嗎？他的電腦模型顯示，如果碳下沉得不夠深，那麼不到100年就會返回海面。

　　所以，要想取得最好效果，就要在大范圍海域連續增鐵。

　　對於海洋增鐵是否成為遏制全球變暖的一劑良方，科學家們的意見還不統一。

　　不過，大家一致認為這種做法對研究海洋生態很有價值。關鍵是要搞清楚因此而引發的后果，不能顧此失彼。因為大面積實施增鐵后，一旦出現負面效應，短時間內將是無法挽回的。

　　供圖/Imaginechina

　　來源：北京科技報

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