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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  熱、熱、熱
 

那福忠 July 30, 2005

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   加拿大中部 Saskatchewan 省東南角的油田鎮 Weybun,工程師們在一百平方公里的油田邊,把一條鋼管埋入地下一千多公尺深,然後每天把五千公噸的液體二氧化碳壓進去,這麼做有兩個用意,一是利用壓縮的二氧化碳幫助挖油,作為鑿鑽的動力把油打上來,一是把有害的二氧化碳長久深埋在存油的地下原位,對減少地球上的二氧化碳盡一份心力。這個由美加多方面資助的一千三百萬美元計畫,自 2000 年起開始運作,至今已經掩埋了 600 萬公噸的二氧化碳,相當五億加侖(二十億公升)汽油燃燒所排出來的二氧化碳量。

   這個計畫負責人說,這僅是一個實驗,依照目前的進度,在 2033 年即將儲存 2500 萬噸的二氧化碳,相當 6800 萬輛汽車停開一年。Weybun 不過是一個小油田,地球上許多地下鹽水層、水質土層,可儲存極多的二氧化碳,全球每年二氧化碳的排放量是 280 億噸,地質學家估計地下有 200 兆(一萬億等於一兆)噸的儲存容量。儲存容量雖夠大,儲存物卻缺貨,二氧化碳雖然漫佈空氣之中,把它收集、壓縮、液化,並不是一件容易的事,要花許多錢;另有一個潛在危機,多年以後萬一有人不慎挖掘漏了氣,這種無色、無臭、無味的高濃度氣體,足以要人命。

   地球一天比一天熱,大家都說是二氧化碳惹的禍,二氧化碳在空氣裡的含量越多,地球越熱,即所謂的全球暖化現象 (Globle Warming)。這個月來,全球不分東西北,高溫記錄頻頻打破,管它是不是暖化發作,只希望趕快涼爽一點,京都議定書 (Kyoto Protocol) 就是限制各國二氧化碳的排出量,唯排量最多的美國,卻拒絕簽署,布希總統在 2001 年不再支持京都議定書之後,隨即找科學家研究別的辦法,試圖以地球為主體的超大工程,來改變地球的氣候,一位科學家說,我們已經粗心大意的改變了地球的天候,為什麼不能再「粗心大意」的來矯正?

   二氧化碳存在已久,並非是人類最大的敵人,四十萬年來,大氣裡的二氧化碳含量,都介於 180 到 280 ppm 之間,ppm 是 parts per million 的縮寫,在一百萬份裡佔幾份的比率,也就是一百萬個空氣分子裡有 180 - 280 個二氧化碳的分子。自從上一世紀大量開採啟用化石燃料(煤、石油),二氧化碳的含量遽增到 380 ppm,才出了問題,預估 2050 年可增到 500 ppm,下一世紀就會到 1000 ppm,問題就嚴重了。限制二氧化碳的排放固然是解決的方法之一,但科學家們則從不同角度,作創意性的奇想。加拿大的掩埋二氧化碳,已經是實作的計畫,下面幾個方案還在實驗或構想階段,頗具趣味性,特分享給讀者。

   美國海洋學家 John Martin (1935-1993) 多年前提出一個驚人的理論,說只要有半桶鐵,他就能把地球變成冰河時期。這個理論的背後,是指南極的廣大海域,海底有豐富的礦產,唯獨缺鐵,所以依鐵營養的游浮藻類就無法生存,如果把鐵灑到海裡,藻類就會大量繁殖,這種靠光和作用維生的游浮物,正好能吸收大量的二氧化碳,如果數量夠多,大氣裡的二氧化碳就能減少,地球的溫度就會下降。2002 年一月,一艘科學研究船從紐西蘭出發,進入南極海域,科學家把六千磅鐵粉倒進海裡,同時投入測量工具。這個實驗的結果證實了 Martin 的理論,只要微量的鐵,就能促使藻類繁殖。

   今年秋天,科學家要再度聚集紐西蘭,研究如何進一步作大型的實驗,因為我們對深海的海底所知有限,進一步研究要特別謹慎。這個減少二氧化碳的辦法最經濟,只要把鐵粉倒進海裡,花費有限,就算能吸收百分之一的二氧化碳,也是值得。當然反對的人也有充分的理由,怕人力破壞海洋的生態,藻類多了、二氧化碳少了,是否會引發別處的失衡,製造出別的問題來。

   二氧化碳是氣體,把它變成石頭儲存,不就更能節省空間嗎?但二氧化碳怎麼變成石頭呢?美國西南部的大峽谷,是觀光的勝地,到美西旅遊的人,都免不了繞一趟,觀賞一下五彩繽紛的峽谷岩石。這些岩石俗稱花崗石,化學名字叫碳酸鈣,實際上就是二氧化碳的一大儲存地。幾億年前,大峽谷被水覆蓋,水中有大量的二氧化碳,經與其他化學物質反應,演變成岩石,所以二氧化碳可以變成石頭,只是時間很長。亞利桑納大學礦物科學實驗室,針對這個題目作研究,希望加速這個變化程序。

   先把二氧化碳壓縮、加熱,再摻入含鎂的砂石,加上蘇打作催化劑,就可以產生礦物碳化作用,二氧化碳就與砂石融合成了碳酸鎂,是一種與花崗石類似的岩石。這種含鎂的砂石,隨處可見,並不值錢,作為儲存二氧化碳的基石,成本不高,儲存幾百萬頓二氧化碳,可能要挖空一座含鎂砂石的大山,但把二氧化碳「變化」進去以後,還可以用山的原址存放,並不佔額外空間,而且無害,大峽谷已經相安無事存在多年。二氧化碳變石頭雖然可行,唯成本太高,估計每變化一噸二氧化碳需要七十美元,鎂砂石與二氧化碳都需要加高溫,加高溫需要燃燒燃料,又產生二氧化碳。

   除了二氧化碳沒有別的辦法控制地球暖化嗎?有。地球的溫度來自太陽,如果能在太陽頭上動手,遠比別的辦法來得有效,美國卡羅拉德州國家氣象研究中心研究員 John Latham 就提出一個辦法。他說,地球的水面有三分之一被層積雲覆蓋,多半集中熱帶,雲的形成是水蒸氣上生遇到灰塵顆粒,形成水珠、漂浮空中,如果把細小的鹽粒灑在空中,就會製造出更白的雲層,就會反射更多的陽光,只要在海洋雲層有 3% 這樣的白雲,就能反射足夠的陽光、讓地球不致繼續暖化。

   Latham 與英國愛丁堡大學 Stephen Salter 教授合作,設計靠 GPS 定位的船,以風力發電帶動,來回航行於熱帶水域,並以高二十公尺的噴霧器,對空中噴灑含鹽粒的水氣,來製造白雲。Salter 教授說要等到實驗之後,才能確定多少這樣的船才夠用,估計從五千艘到三萬艘,數量雖多,如果能控制地球暖化,還是值得。Latham 在 1990 年就發表論文提出這個看法,當時沒人理他,直到最近幾年暖化情況顯現,他的理論才被重視。這個作法容易調整,萬一出現問題,只要停止灑鹽就行了。

   與其在天空遮太陽,何不在太空遮太陽更有效?加州大學 Lawrence Livermore 國家實驗室物理學家 Lowell Wood 就提出在太空架一面鏡子,或說是一面網,以百萬分之一吋細的鋁線,以千分之一吋的間隔,編織一個紗窗狀的網,放到地球軌道運轉。這個紗網並不能阻隔陽光,但能過濾陽光與紫外線。Wood 估算,只要過濾百分之一的紫外線,就能遏止地球暖化。這個紗網要多大能過濾百分之一的紫外線?Wood 說約一百萬平方公里,要製造這麼大的鋁線網,再打到太空去,困難程度不言而喻。

   解決地球暖化必然是今後一件大事,你有什麼更好的點子?

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