向太空發(fā)射巨大的反射鏡、制造人造火山、建造龐大的“吃”碳機器……“地球工程”的種種設(shè)想聽起來就像好萊塢動作影片中的情節(jié)。以下是五個位列榜首的“地球工程”計劃。
　　空氣凈化器　通過化學(xué)工程或生物質(zhì)能量生產(chǎn)捕獲二氧化碳?？柤永锎髮W(xué)的氣候科學(xué)家大衛(wèi)·基思研發(fā)了一種空氣凈化機，每年可從每平方米大氣中提取20噸二氧化碳。美國哥倫比亞大學(xué)的地球物理學(xué)家克勞斯·拉克納研制了“人造樹”，吸收二氧化碳的能力勝過真正的樹木，大約需要25萬臺這樣的“人造樹”來處理每年的二氧化碳排放量。
　　木炭　植物秸稈、雞糞等有機廢棄物在腐爛的過程中通常也會釋放二氧化碳，但如果對它們進(jìn)行處理，就可以將其變成一種叫做“木炭”的生物炭。木炭起源于亞馬孫流域。早在歐洲人出現(xiàn)之前，那里的印第安人就已經(jīng)懂得如何將木炭與土壤混合在一起，制造肥沃的“黑土”。在低氧環(huán)境中緩慢燃燒動植物廢料制造木炭的過程被稱為熱解，也叫高溫分解，這種方法可防止二氧化碳生成，而生物質(zhì)中所含的碳有一半都被封存在生物炭中。生物炭隨著時間的推移還能繼續(xù)保持穩(wěn)定，并對土壤肥力和作物產(chǎn)量起到積極作用。據(jù)估算，如果在美國大規(guī)模推廣生物炭方法，每年可減少10％的化石燃料排放量。
　　太空反射鏡　在空間中布置巨大的反射鏡，以使照射到地球上的陽光產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。考慮到地球軌道上有國際空間站，火星上有“流浪者”火星探測器，還有大約8000個人造物體環(huán)繞著地球軌道飛行，這個想法倒也并非完全是異想天開，但具體實施起來恐怕并非易事。據(jù)美國亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家羅杰·安吉爾估計，要形成16萬千米的巨型“遮陽天棚”，需要發(fā)射幾萬億個太空反射鏡，發(fā)射過程可能需要兩代人數(shù)十年前仆后繼的努力，所付出的成本代價將會是天文數(shù)字，而且反射鏡只能使用50年就要重新更換。盡管如此，該計劃目前仍獲得美國宇航局提供的資金支持。
　　向平流層噴撒浮質(zhì)顆?！∠虼髿馄搅鲗?，即至少離地面10千米的空中噴撒微小的浮質(zhì)顆粒，是保羅·克魯岑于2006年在他的一篇文章中提出的一個應(yīng)對全球變暖的主意。他的這靈感來自于1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，當(dāng)時火山灰一直噴入35千米的高空，使地球氣溫明顯下降。如果要人工達(dá)到這一降溫效果，則需要用飛機或氣球噴撒浮質(zhì)顆粒。有科學(xué)家認(rèn)為這一方案具有一定的未知風(fēng)險。
　　給海洋上空層狀云“增白”　這一方案是英國愛丁堡大學(xué)的工程學(xué)教授斯蒂芬·索爾特提出來的。他的想法是，利用風(fēng)力船將海水噴灑到大氣中，以增加云層的亮度。理論模型表明，最好在開闊的海面實施該方案，因為那里遠(yuǎn)離人類造成的污染環(huán)境，效果最為明顯。增加亮度的云層可為地球提供足夠的反射率，就像給大地戴上了一頂遮陽帽。但也有科學(xué)家指出，不那么樂觀的面是，這可能會對臭氧層造成影響。此外，需要至少1000艘海水噴灑船才能完成這項工作。
　　
　　人類正在改變地球
　　
　　最近，科學(xué)家和政策制定者們正在討論：應(yīng)對氣候變化的“地球工程”從長遠(yuǎn)來說是否安全?是否存在風(fēng)險?但無可置疑的是，在全新世氣候穩(wěn)定的1萬年里誕生了人類文明，從那時起，大規(guī)模的地球改造工程已經(jīng)開始人類分流了地球淡水量的1／3，在地球表面2／5的土地上進(jìn)行種植和放牧。那么，人類對地球物理進(jìn)程所進(jìn)行的干預(yù)會對地球的未來產(chǎn)生什么樣的后果呢?目前還不得而知，但科學(xué)家指出，我們生活在一個人類改造地球的地質(zhì)年代里。人類正在與自然相抗衡，以一種影響和改變氣候和地質(zhì)的力量而崛起。
　　以下是人類的種種活動對地球的改變。
　　
　　江河湖泊正在日益枯竭
　　所有能夠從湖泊、河流和地下蓄水層獲得的淡水，人類每年都要用去大約1／3。從局部來看，哈薩克斯坦大咸水湖就是一個例子，湖水大量流失，使該地區(qū)夏天更熱冬天更冷，降雨稀少。局部區(qū)域的氣候變化是否會對全球產(chǎn)生影響仍有待于觀察。
　　
　　污染給地球“抹黑”
　　世界上大約有5億個家庭(其中大部分集中在亞洲和非洲)都以木材、煤炭和動物糞便生火做飯，帶有“黑碳”微粒的煙霧升到大氣中，形成個吸熱層，圍繞“黑碳”粒子形成雨滴，當(dāng)雨水降落地面時，“黑碳”也隨之降落地面，造成污染。
　　據(jù)估計，上個世紀(jì)北極溫度上升0.56℃的原因有半是“黑碳”污染的結(jié)果。正如它可能已經(jīng)減少了南亞和西非的降雨，改變了那里的天氣模式一樣，“黑碳”也可能造成了喜馬拉雅地區(qū)冰川的融化，威脅著那里成千上萬人賴以生存的供水來源——雪山。
　　
　　無止境開拓耕地破壞大自然生態(tài)
　　如今地球陸地表面12％的土地都用于耕種農(nóng)作物，其后果難以預(yù)料，例如大平原上的農(nóng)業(yè)耕作究竟對全球氣候產(chǎn)生什么樣的影響目前還不清楚。其他些后果則較為明顯，如亞馬孫雨林的砍伐破壞了該地區(qū)水蒸發(fā)和冷凝的循環(huán)過程，使得“地球之肺”有可能成為稀樹大草原。如果亞馬孫雨林失去其大部分二氧化碳吸收能力，地球溫度將繼續(xù)上升。
　　更直接一些的后果還有，人們在農(nóng)業(yè)耕作中濫用化肥，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境注入了大量的氮和磷，每年從大氣中抽取的氮多達(dá)約1.2億噸，轉(zhuǎn)化為氮肥，而2000萬噸磷則從地下開采獲得，氮和磷的使用量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以自然方式進(jìn)入生物圈的量，多余的氮和磷中的大部分都經(jīng)過河流溪湖流入大海，使一些海域迅速成為生物死區(qū)。
　　
　　珊瑚礁的消失令物種瀕臨滅絕
　　在所有正在發(fā)生的生物滅絕中，也許最引人注目的就是珊瑚礁的消失。珊瑚礁是海洋中的“熱帶雨林”，是眾多海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。由于污染、氣候變化、過度捕撈和海洋酸化，在過去半個世紀(jì)里，全球1／4的珊瑚礁已經(jīng)消失，1／3的依附珊瑚礁生存的物種正瀕臨滅絕。
　　珊瑚礁消失，珊瑚礁動物瀕臨滅絕所威脅的并不僅僅是海洋漁業(yè)，從地球物理角度來看，生態(tài)系統(tǒng)是調(diào)整營養(yǎng)物質(zhì)和能量流動的生物學(xué)機制，遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)無法很好地承擔(dān)這些工作，就像曾經(jīng)富饒的地中海西北部，如今那里的主要生物只剩下細(xì)菌和水母。一些科學(xué)家認(rèn)為，發(fā)生在過去的海洋生物大規(guī)模滅絕事件引起地球在之后數(shù)百萬年的時間里碳循環(huán)的瘋狂波動，海洋生態(tài)系統(tǒng)失去其調(diào)整能力，隨后便帶來了氣候和天氣的劇烈變化。在過去的5億年間，地球上已經(jīng)發(fā)生過五次大規(guī)模生物大滅絕事件，現(xiàn)在正在發(fā)生的是第六次生物大滅絕。
　　
　　塑料革命導(dǎo)致化學(xué)污染泛濫
　　人類的工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致了化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，這在地球歷史上是前所未有的，一些化學(xué)物質(zhì)能夠在地球環(huán)境中停留數(shù)幾千年而仍然保持活性，包括用于制造農(nóng)藥的各種化合物，塑料的危害也很大，人類每年生產(chǎn)的塑料制品約達(dá)60億噸。
　　高劑量的化學(xué)物質(zhì)會破壞動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致癌癥產(chǎn)生和生殖改變，低劑量化學(xué)物質(zhì)的影響目前尚不清楚，但可能會產(chǎn)生一些微妙而普遍的影響，最終改變生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成。
　　據(jù)聯(lián)合國估計，海洋每2.6平方千米約存在著47000個塑料制品，低劑量的有機污染物和塑料制品引起的內(nèi)分泌干擾影響已經(jīng)遍及世界各地，包括那些從來沒有人使用過化學(xué)物質(zhì)和塑料制品的地區(qū)，如南極洲。
　　
　　二氧化碳增多改變?nèi)驓夂蚰Ｊ?br/>　　在我們這個“人類世”時代里，燃燒富含碳的材料，讓大氣中充滿二氧化碳，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動力。其結(jié)果是，每年約有400億噸的二氧化碳被送入大氣中，在不知不覺中，燃料化石燃料成為人類最大的“地球工程”實驗。
　　隨著大氣中二氧化碳達(dá)到過去1500萬年以來最高水平，全球氣候模式正在發(fā)生變化，平均氣溫持續(xù)升高。一部分二氧化碳被海水吸收，改變了氫離子和碳酸鹽的比例，使海水變酸，最終有可能導(dǎo)致珊瑚、浮游生物和貝類從地球上消