○蘇光路

美國海洋學(xué)家約翰·馬丁曾說出這樣的豪言壯語：“給我半船鐵，我能還給你一個冰川期?！痹诩永Ｄ醽喢商乩赘浇哪固m丁海洋實(shí)驗(yàn)室供職期間，馬丁就確信儲存在大海里的鐵對氣候變化起著重要作用。鐵的缺乏會減少海洋浮游生物的生長，而這些浮游生物需要鐵來完成酶的合成。馬丁說，如果給缺鐵的海域進(jìn)行“補(bǔ)鐵”，使其中的鐵含量增加，浮游生物就會生機(jī)勃勃，進(jìn)而通過光合作用，將海洋表面的二氧化碳吸收，以遏制全球變暖的趨勢。

直到1993 年，也就是在約翰·馬丁去世后不久，他的繼承者們才將他的大膽設(shè)想付諸實(shí)施。結(jié)果表明，缺鐵的水域含鐵量一旦提高，確實(shí)會有海藻茂盛地繁殖。一些科學(xué)家和企業(yè)家都認(rèn)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。

受約翰·馬丁把降碳目標(biāo)瞄向海洋的啟發(fā)，科學(xué)家們相繼進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，取得了一些可喜的成果。其中實(shí)用價值較高的方法是把碳封存于深海，越深越好。

理論上認(rèn)為，浮游生物的繁殖局限在海洋表層水域。大氣中的二氧化碳溶解在海里，生物則利用二氧化碳進(jìn)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(jī)物的構(gòu)成成分。然而，當(dāng)浮游生物被獵食者捕食后，以這種方式被“固定”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(yīng)在那里發(fā)生。美國馬薩諸塞州沃茲霍勒海洋學(xué)研究所的海洋化學(xué)家肯·比塞勒說，水的深度或許需要達(dá)到一千英尺或更深，這樣，富含碳的最重的東西才會沉落到這個深度。

研究人員進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，溶于低酸度溶液中的鐵被滴入厄瓜多爾的科隆群島以西3 平方海里的海面上。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以及隨后在不同海域進(jìn)行的相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都十分驚人。浮游生物一派生機(jī)，這種跡象十分明顯，甚至可以在衛(wèi)星照片上顯示出來，而這些浮游生物產(chǎn)生的碳在衛(wèi)星照片上一直沒有清晰的顯示。

但是，接下來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻讓人沮喪。比塞勒說：“理論終究是理論，具有說服力的不是理論，而是實(shí)踐。以往人們認(rèn)為，如果浮游生物一派生機(jī)，就證明碳已經(jīng)被有效移到了深海。實(shí)際上，情況并非如此簡單。浮游生物的生態(tài)系統(tǒng)中碳的重復(fù)利用率非常高——高達(dá)90%的碳保留在了海水的表層。這是一個永不間斷的循環(huán)，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，碳并沒有沉到深海?！?/p>

持批評觀點(diǎn)的科學(xué)家認(rèn)為，給海洋大面積增鐵導(dǎo)致海洋生物的食物鏈發(fā)生的災(zāi)難性變化與難以預(yù)測的大氣氣候變化相比，其嚴(yán)重的后果會超出人們的想象。

近期，有科學(xué)家再次進(jìn)行深海鎖碳的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞。

由新加坡科學(xué)家率領(lǐng)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，如果保持穩(wěn)定的話，在海底沉積物下以水合物的形式捕獲和儲存二氧化碳是可行的。這個團(tuán)隊(duì)使用了一種特別設(shè)計(jì)的反應(yīng)器，證明二氧化碳水合物可以在海洋沉積物中保持穩(wěn)定長達(dá)30 天。他們表示，同樣的方法還可以用來驗(yàn)證二氧化碳水合物在更長時間內(nèi)的穩(wěn)定性。

在海洋深處產(chǎn)生的低溫高壓條件下，二氧化碳會被困在水分子中，形成類似于冰的物質(zhì)。這種二氧化碳水合物形成的溫度剛好高于水的冰點(diǎn)，可以在1 立方米的水合物中儲存多達(dá)184 立方米的二氧化碳。

在世界各地類似的海洋環(huán)境中，都發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定存在的甲烷水合物，這進(jìn)一步支持了存儲在深海沉淀物中的二氧化碳水合物能保持穩(wěn)定與安全的論點(diǎn)。

新加坡研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)技術(shù)有希望發(fā)展成為具有一定商業(yè)規(guī)模的工藝，使得像新加坡這樣的國家每年可以高效地將超過200 萬噸的二氧化碳固定為水合物，從而達(dá)到減排目標(biāo)。

新加坡研究團(tuán)隊(duì)本次研究的最大亮點(diǎn)是研制出內(nèi)襯有硅砂層的特殊容器。該容器真實(shí)重現(xiàn)了深海海底的環(huán)境，那里的溫度在2℃～6℃，壓力是海平面的100 倍。其他科學(xué)家就是因?yàn)闊o法完成這個特殊容器的制造，所以致使自己的實(shí)驗(yàn)研究不得不半途而廢。

在被問到目前遇到的最大難題是什么時，新加坡研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，要證明二氧化碳水合物具備至少半年的穩(wěn)定性，才能說此項(xiàng)研究取得初步成功。這同樣也是肯·比塞勒遇到的最大難題。

為了取得可相互印證的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，新加坡研究團(tuán)隊(duì)還需要進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，同時進(jìn)一步創(chuàng)新開發(fā)可量化的工具和方法。