北极圈过热将如何导致人类文明的崩溃?

■作者:马歇尔·布莱恩 Marshall Brain

马歇尔·布莱恩——未来主义者、发明家、北卡州立大学教授、作家,他严肃而有趣地审视了地球和人类的各种可能性。他是《末日之书:人类最大威胁背后的科学》(The Doomsday Book: The Science Behind Humanity’s Greatest Threats)一书的作者。

毫无疑问,北极地区正在迅速升温。科学家们几十年来一直在追踪北极圈的温度。我们现在知道的是,北极圈变暖的速度是整个地球变暖速度的4倍。

为什么北极变暖的速度如此之快?

这是因为,通常情况下,极地的冰会反射太阳的热量。但是现在冰正在融化到海里,没有表面来反射太阳的热量。所有的热量都被水吸收了。结果是:北极变暖速度加快。

“冰在夏天融化是正常的,但科学家和水手们说,现在冰更薄了。”根据美国国家冰雪数据中心的数据,自1979年以来,北极海冰覆盖面积平均每年减少约3.4万平方英里。当表面是白色时,它会将辐射反射回太空。当表面从白色变成深色时,就像融化冰一样,更多的能量被局部吸收。”

随着北极圈变暖,会有什么影响呢?

“美国的大部分天气都是由一种叫做急流的东西决定的。基本上,它是在大气高层水平移动的快速风。当冷热空气温差较大时,急流最为稳定。随着北极变暖,温差缩小,高速气流会变得不稳定,速度会减慢。新兴研究表明,这可能导致持续时间更长的缓慢天气模式,可能导致更持久的冷热天气,甚至是干湿天气。”

在不久的将来,北极圈内不断上升的热量会在夏季融化北冰洋所有的冰。这被称为蓝海事件(BOE)。当BOE发生时,北极的气温将会飙升。所有照射到该地区的阳光都将照射到较暗的海水中,并使其升温。

随着北极圈内海冰的融化和气温的飙升,该地区所有的永久冻土都将融化。随着它的融化,被锁在永久冻土中的数十亿吨二氧化碳和甲烷将开始进入大气层。

“大约有1.5亿吨的碳被锁在永久冻土中,当永久冻土融化时,这些碳就可以释放出来。这大约是迄今为止人类排放量的2.5倍。”

这就是碳。再加上所有将被释放的甲烷,就全球变暖而言,这是对地球的双重打击。

最近来自格陵兰岛的新闻很可怕,标题是这样的:研究显示,格陵兰岛每小时损失3000万吨冰。

在美国,我们熟悉墨西哥湾流(Gulf Stream),它是一条从墨西哥湾流向北方的洋流,被称为AMOC。

“它是地球气候系统的一个关键组成部分。AMOC有助于在大西洋洋盆中分布热量,从而有助于调节全球各地的气候和天气模式。例如,它通过北大西洋运输的温暖水域,是使得欧洲大部分地区以温暖冬季而闻名的原因。”

格陵兰岛的融化的冰水(每年约2500亿公吨)最终将摧毁AMOC。这将在陆地和海洋上产生严重的后果:

北半球温度的巨大变化
急流变得更加不稳定
热带雨带向南移动
对海洋生态系统的巨大影响
美国东海岸海平面上升1米
减少海洋对碳的吸收

人类能做些什么呢?

北极圈变暖有可能导致文明的崩溃。人类可以做什么来拯救自己呢?

人类明显要做的事情是尽快停止燃烧化石燃料,第二个可能性是让信仰者祈祷火山爆发:

火山爆发可能会降低地球温度。

1991年平塔图博火山的喷发对全球气候产生了显著影响,岩浆和灰烬的强烈喷发向平流层注入了大量的气溶胶和尘埃,使得到达地球表面的正常阳光量大约减少了10%,这导致了北半球平均温度的下降0.5-0.6摄氏度(0.9-1.1华氏度),全球温度的下降约0.4摄氏度(0.7华氏度)。

我们寻找的是在0.5摄氏度范围内的这种火山爆发效应,但不希望喷发过大。太多的火山冬季可能会导致植物歉收。

如果人类必须继续燃烧化石燃料,而且人类无法引发火山喷发,那么剩下的选择就是地球工程技术。

地球工程(geoengineering)是一种旨在通过人为手段改变地球的气候系统的技术和方法。这些措施通常分为两类:太阳辐射管理(Solar Radiation Management,SRM)和碳捕获与储存(Carbon Capture and Storage,CCS)。

  1. 太阳辐射管理(SRM):
    • 喷射气溶胶: 通过向大气中喷射硫酸气溶胶等物质,形成气溶胶云,反射一部分太阳光,减轻地球的温室效应。
    • 大气反射镜: 设想在太空中放置大型反射镜或其他装置,以反射太阳光,减缓地球的升温。
  2. 碳捕获与储存(CCS):
    • 直接空气捕捉: 利用设备从大气中直接捕获二氧化碳,并将其储存在地下。
    • 生物能源与碳捕获: 利用植物生长吸收大气中的二氧化碳,然后将植物残渣用于能源,并通过生物能源设备捕获和储存产生的二氧化碳。

这些方法被认为是在应对气候变化的过程中的“紧急措施”,但它们也引起了伦理、社会和环境方面的一系列问题。一些人担心地球工程可能会导致未知的副作用,可能会对生态系统、气候系统和人类社会产生不可逆转的影响。因此,地球工程应用的可行性和潜在风险仍然是广泛争议的话题。

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