地球工程听起来像是一种快速解决气候问题的方法，但如果没有更多的研究和保护，这就是一场代价高昂的赌博 - 并可能产生有害的结果

什么时候 气温飙升, 极端天气 和 灾难性的野火 随着气候变化成为头条新闻，人们开始要求快速解决气候变化问题。美国政府刚刚宣布 第一个奖项 从一个 35亿美元基金 用于承诺从空气中去除二氧化碳的项目。政策制定者也在探索更多 侵入性地球工程类型 - 对地球自然系统的蓄意、大规模操纵。

几十年来，人们已经知道根本问题：化石燃料汽车和发电厂、森林砍伐和不可持续的农业实践已经使 更多二氧化碳 进入大气层的物质超出了地球系统自然清除的能力，这导致地球升温。

从理论上讲，地球工程旨在恢复 那种平衡, ，要么通过从大气中去除多余的二氧化碳，要么从地球反射太阳能。

但改变地球复杂且相互关联的气候系统可能会产生意想不到的后果。对一个地区有利的变革可能会损害另一个地区，其影响可能要等到为时已晚时才会显现出来。

作为一个 地质学家和气候科学家, ，我相信这些后果还没有被充分理解。除了潜在的实际影响之外，各国还没有适当的法律或社会结构来管理其使用和出现问题时的后果。类似的担忧也被强调了 政府间气候变化专门委员会, ， 这 联合国 环境计划 美国国家科学院 和 国家海洋和大气管理局, 除其他外.

这 白宫 科学技术政策办公室也在 2023 年 7 月的报告中讨论了这些问题 研究计划 用于调查潜在的气候干预措施。

太阳辐射管理的风险

当人们听到“地球工程”这个词时，他们可能会想到太阳辐射管理。这些技术，其中许多仍处于理论阶段，旨在将太阳能反射到远离地球表面的地方。

的想法 平流层气溶胶注入, 例如，就是在高层大气中播撒数十亿个微小颗粒，这些颗粒可以将阳光直接反射到太空中。 卷云变薄 旨在减少高空稀疏云的影响，这些云通过使冰晶更大、更重、更容易沉淀来捕获大气中的能量。其他， 云增亮, ，旨在增加反射阳光的明亮、低层云层的存在，可能是通过向空气中喷洒海水来增加水蒸气浓度。

一些科学家建议更进一步，安装阵列 太空镜 它可以通过在太阳能到达大气层之前将其反射掉来降低全球温度。

虽然理论上能够冷却地球，但太阳辐射管理 可能会有剧烈的 副作用 全球大气环流模式的改变可能导致更多极端天气事件。它也无助于减少过量温室气体的危害，包括 海洋酸化. 。2022 年发表在《科学》杂志上的一项研究 自然杂志 预测平流层气溶胶注入可能会改变全球降水模式并降低农业生产力。

云增亮虽然在理论上有效，但也需要 更多研究 确保扩大有助于冷却地球表面的低层反射云的努力不会增加导致地球变暖的高空云的普遍性。

放置在太阳和地球之间的太空镜子 理论上可以阻止2% 入射太阳辐射并稳定全球温度。但这项技术距离实施至少还需要 20 年，并且将花费数万亿美元。更重要的是， 全球总体影响 遮蔽地球表面的作用在很大程度上是未知的。它将以可能的方式降低区域海洋和气温 影响变化 急流、降雨、积雪、风暴模式，甚至可能是季风。需要更多的研究来澄清这些不确定性。

去除空气中的二氧化碳

二氧化碳去除技术通常比利用太阳能的风险更低。

碳捕获和储存 从发电厂和工厂去除二氧化碳并将其储存在地下深层地质储层中。这已被证明是有潜力的，但它引起了人们的担忧，即泄漏可能会污染含水层，损害公众健康，并最终无法将碳排除在大气中。

该技术是 也很贵 并取决于适合储存的水库的距离。

直接空气捕获旨在从空气中提取碳， 仍处于早期阶段 但具有能够减少大气中二氧化碳现有水平的优点。这也是成本高昂的， 每吨600美元以上 今天捕获的二氧化碳，但创新者正在 来自美国的资金政府.

还有一些自然的方法可以去除碳。 植树, 例如，可以直接从大气中去除碳，但这是 不够. 。如果所有可用于重新造林的土地都重新种植，仍然会 还不够 扭转当前全球变暖的趋势。

海洋施肥 是另一个旨在促进碳封存的地球工程黑客，但是 研究尚处于早期阶段. 。该技术提供铁等营养物质来促进浮游植物的生长，浮游植物利用大气中溶解的碳来生长其外壳和组织。但也可能有 意想不到的影响 可能危害海洋生物的食物链。

法律无效

除了安全之外，另一个重要问题涉及问责制。

旨在帮助一个地区的地球工程很可能会损害其他地区。这是因为海洋和天气系统在全球范围内相互关联。

所以， 谁来决定 哪些项目可以继续推进？目前，这是法律无效的。

没有 监管框架 如果出现问题，可以确定谁负责。跨国联盟、个别国家、公司甚至富人 可以独立行动，无需咨询任何人. 。如果发生跨越国界的损害，目前没有明确的追索途径。

取得适当的平衡

这并不是说世界应该忽视地球工程。

二氧化碳去除技术，例如植树和增加 土壤固碳 – 在肥沃的土壤中保留更多的有机碳 – 可能会带来额外的好处 生态系统服务 通过增加物种多样性和提高农业生产力。这些都是积极的成果，应该成为全球气候应对措施的一部分。

某些形式的平流层气溶胶注射可能会避免 臭氧的破坏 并且在大气中的寿命很短。然而，更严格的研究、透明的全球治理和稳健的 法律和道德框架 首先需要管理风险并确保公平。

我相信所有的技术都必须通过深入而持续的努力来补充 减少排放 和 转换 能源系统，以避免海平面上升、气温飙升、干旱、风暴、洪水、火灾、饥荒、物种灭绝和日益加剧的人类冲突的全球影响。

作为 Riley Duren，美国宇航局系统工程师, ，在接受航天局采访时表示：“地球工程不是治愈方法。充其量，它只是一个创可贴或止血带；最坏的情况下，这可能是自己造成的伤害。”