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向太空发射巨大的反射镜、制造人造火山、建造庞大的“吃”碳机器……“地球工程”的种种设想听起来就像好莱坞动作影片中的情节。以下是五个位列榜首的“地球工程”计划。
空气净化器 通过化学工程或生物质能量生产捕获二氧化碳。卡尔加里大学的气候科学家大卫·基思研发了一种空气净化机，每年可从每平方米大气中提取20吨二氧化碳。美国哥伦比亚大学的地球物理学家克劳斯·拉克纳研制了“人造树”，吸收二氧化碳的能力胜过真正的树木，大约需要25万台这样的“人造树”来处理每年的二氧化碳排放量。
木炭 植物秸秆、鸡粪等有机废弃物在腐烂的过程中通常也会释放二氧化碳，但如果对它们进行处理，就可以将其变成一种叫做“木炭”的生物炭。木炭起源于亚马孙流域。早在欧洲人出现之前，那里的印第安人就已经懂得如何将木炭与土壤混合在一起，制造肥沃的“黑土”。在低氧环境中缓慢燃烧动植物废料制造木炭的过程被称为热解，也叫高温分解，这种方法可防止二氧化碳生成，而生物质中所含的碳有一半都被封存在生物炭中。生物炭随着时间的推移还能继续保持稳定，并对土壤肥力和作物产量起到积极作用。据估算，如果在美国大规模推广生物炭方法，每年可减少10％的化石燃料排放量。
太空反射镜 在空间中布置巨大的反射镜，以使照射到地球上的阳光产生偏转。考虑到地球轨道上有国际空间站，火星上有“流浪者”火星探测器，还有大约8000个人造物体环绕着地球轨道飞行，这个想法倒也并非完全是异想天开，但具体实施起来恐怕并非易事。据美国亚利桑那大学的天文学家罗杰·安吉尔估计，要形成16万千米的巨型“遮阳天棚”，需要发射几万亿个太空反射镜，发射过程可能需要两代人数十年前仆后继的努力，所付出的成本代价将会是天文数字，而且反射镜只能使用50年就要重新更换。尽管如此，该计划目前仍获得美国宇航局提供的资金支持。
向平流层喷撒浮质颗粒 向大气平流层，即至少离地面10千米的空中喷撒微小的浮质颗粒，是保罗·克鲁岑于2006年在他的一篇文章中提出的一个应对全球变暖的主意。他的这灵感来自于1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，当时火山灰一直喷入35千米的高空，使地球气温明显下降。如果要人工达到这一降温效果，则需要用飞机或气球喷撒浮质颗粒。有科学家认为这一方案具有一定的未知风险。
给海洋上空层状云“增白” 这一方案是英国爱丁堡大学的工程学教授斯蒂芬·索尔特提出来的。他的想法是，利用风力船将海水喷洒到大气中，以增加云层的亮度。理论模型表明，最好在开阔的海面实施该方案，因为那里远离人类造成的污染环境，效果最为明显。增加亮度的云层可为地球提供足够的反射率，就像给大地戴上了一顶遮阳帽。但也有科学家指出，不那么乐观的面是，这可能会对臭氧层造成影响。此外，需要至少1000艘海水喷洒船才能完成这项工作。
人类正在改变地球
最近，科学家和政策制定者们正在讨论：应对气候变化的“地球工程”从长远来说是否安全?是否存在风险?但无可置疑的是，在全新世气候稳定的1万年里诞生了人类文明，从那时起，大规模的地球改造工程已经开始人类分流了地球淡水量的1／3，在地球表面2／5的土地上进行种植和放牧。那么，人类对地球物理进程所进行的干预会对地球的未来产生什么样的后果呢?目前还不得而知，但科学家指出，我们生活在一个人类改造地球的地质年代里。人类正在与自然相抗衡，以一种影响和改变气候和地质的力量而崛起。
以下是人类的种种活动对地球的改变。
江河湖泊正在日益枯竭
所有能够从湖泊、河流和地下蓄水层获得的淡水，人类每年都要用去大约1／3。从局部来看，哈萨克斯坦大咸水湖就是一个例子，湖水大量流失，使该地区夏天更热冬天更冷，降雨稀少。局部区域的气候变化是否会对全球产生影响仍有待于观察。
污染给地球“抹黑”
世界上大约有5亿个家庭(其中大部分集中在亚洲和非洲)都以木材、煤炭和动物粪便生火做饭，带有“黑碳”微粒的烟雾升到大气中，形成个吸热层，围绕“黑碳”粒子形成雨滴，当雨水降落地面时，“黑碳”也随之降落地面，造成污染。
据估计，上个世纪北极温度上升0.56℃的原因有半是“黑碳”污染的结果。正如它可能已经减少了南亚和西非的降雨，改变了那里的天气模式一样，“黑碳”也可能造成了喜马拉雅地区冰川的融化，威胁着那里成千上万人赖以生存的供水来源——雪山。
无止境开拓耕地破坏大自然生态
如今地球陆地表面12％的土地都用于耕种农作物，其后果难以预料，例如大平原上的农业耕作究竟对全球气候产生什么样的影响目前还不清楚。其他些后果则较为明显，如亚马孙雨林的砍伐破坏了该地区水蒸发和冷凝的循环过程，使得“地球之肺”有可能成为稀树大草原。如果亚马孙雨林失去其大部分二氧化碳吸收能力，地球温度将继续上升。
更直接一些的后果还有，人们在农业耕作中滥用化肥，给当地环境注入了大量的氮和磷，每年从大气中抽取的氮多达约1.2亿吨，转化为氮肥，而2000万吨磷则从地下开采获得，氮和磷的使用量都远远超过以自然方式进入生物圈的量，多余的氮和磷中的大部分都经过河流溪湖流入大海，使一些海域迅速成为生物死区。
珊瑚礁的消失令物种濒临灭绝
在所有正在发生的生物灭绝中，也许最引人注目的就是珊瑚礁的消失。珊瑚礁是海洋中的“热带雨林”，是众多海洋生态系统的基础。由于污染、气候变化、过度捕捞和海洋酸化，在过去半个世纪里，全球1／4的珊瑚礁已经消失，1／3的依附珊瑚礁生存的物种正濒临灭绝。
珊瑚礁消失，珊瑚礁动物濒临灭绝所威胁的并不仅仅是海洋渔业，从地球物理角度来看，生态系统是调整营养物质和能量流动的生物学机制，遭到破坏的生态系统无法很好地承担这些工作，就像曾经富饶的地中海西北部，如今那里的主要生物只剩下细菌和水母。一些科学家认为，发生在过去的海洋生物大规模灭绝事件引起地球在之后数百万年的时间里碳循环的疯狂波动，海洋生态系统失去其调整能力，随后便带来了气候和天气的剧烈变化。在过去的5亿年间，地球上已经发生过五次大规模生物大灭绝事件，现在正在发生的是第六次生物大灭绝。
塑料革命导致化学污染泛滥
人类的工业发展导致了化学物质的产生，这在地球历史上是前所未有的，一些化学物质能够在地球环境中停留数几千年而仍然保持活性，包括用于制造农药的各种化合物，塑料的危害也很大，人类每年生产的塑料制品约达60亿吨。
高剂量的化学物质会破坏动物的内分泌系统，导致癌症产生和生殖改变，低剂量化学物质的影响目前尚不清楚，但可能会产生一些微妙而普遍的影响，最终改变生态系统的构成。
据联合国估计，海洋每2.6平方千米约存在着47000个塑料制品，低剂量的有机污染物和塑料制品引起的内分泌干扰影响已经遍及世界各地，包括那些从来没有人使用过化学物质和塑料制品的地区，如南极洲。
二氧化碳增多改变全球气候模式
在我们这个“人类世”时代里，燃烧富含碳的材料，让大气中充满二氧化碳，是经济发展的驱动力。其结果是，每年约有400亿吨的二氧化碳被送入大气中，在不知不觉中，燃料化石燃料成为人类最大的“地球工程”实验。
随着大气中二氧化碳达到过去1500万年以来最高水平，全球气候模式正在发生变化，平均气温持续升高。一部分二氧化碳被海水吸收，改变了氢离子和碳酸盐的比例，使海水变酸，最终有可能导致珊瑚、浮游生物和贝类从地球上消失。
空气净化器 通过化学工程或生物质能量生产捕获二氧化碳。卡尔加里大学的气候科学家大卫·基思研发了一种空气净化机，每年可从每平方米大气中提取20吨二氧化碳。美国哥伦比亚大学的地球物理学家克劳斯·拉克纳研制了“人造树”，吸收二氧化碳的能力胜过真正的树木，大约需要25万台这样的“人造树”来处理每年的二氧化碳排放量。
木炭 植物秸秆、鸡粪等有机废弃物在腐烂的过程中通常也会释放二氧化碳，但如果对它们进行处理，就可以将其变成一种叫做“木炭”的生物炭。木炭起源于亚马孙流域。早在欧洲人出现之前，那里的印第安人就已经懂得如何将木炭与土壤混合在一起，制造肥沃的“黑土”。在低氧环境中缓慢燃烧动植物废料制造木炭的过程被称为热解，也叫高温分解，这种方法可防止二氧化碳生成，而生物质中所含的碳有一半都被封存在生物炭中。生物炭随着时间的推移还能继续保持稳定，并对土壤肥力和作物产量起到积极作用。据估算，如果在美国大规模推广生物炭方法，每年可减少10％的化石燃料排放量。
太空反射镜 在空间中布置巨大的反射镜，以使照射到地球上的阳光产生偏转。考虑到地球轨道上有国际空间站，火星上有“流浪者”火星探测器，还有大约8000个人造物体环绕着地球轨道飞行，这个想法倒也并非完全是异想天开，但具体实施起来恐怕并非易事。据美国亚利桑那大学的天文学家罗杰·安吉尔估计，要形成16万千米的巨型“遮阳天棚”，需要发射几万亿个太空反射镜，发射过程可能需要两代人数十年前仆后继的努力，所付出的成本代价将会是天文数字，而且反射镜只能使用50年就要重新更换。尽管如此，该计划目前仍获得美国宇航局提供的资金支持。
向平流层喷撒浮质颗粒 向大气平流层，即至少离地面10千米的空中喷撒微小的浮质颗粒，是保罗·克鲁岑于2006年在他的一篇文章中提出的一个应对全球变暖的主意。他的这灵感来自于1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，当时火山灰一直喷入35千米的高空，使地球气温明显下降。如果要人工达到这一降温效果，则需要用飞机或气球喷撒浮质颗粒。有科学家认为这一方案具有一定的未知风险。
给海洋上空层状云“增白” 这一方案是英国爱丁堡大学的工程学教授斯蒂芬·索尔特提出来的。他的想法是，利用风力船将海水喷洒到大气中，以增加云层的亮度。理论模型表明，最好在开阔的海面实施该方案，因为那里远离人类造成的污染环境，效果最为明显。增加亮度的云层可为地球提供足够的反射率，就像给大地戴上了一顶遮阳帽。但也有科学家指出，不那么乐观的面是，这可能会对臭氧层造成影响。此外，需要至少1000艘海水喷洒船才能完成这项工作。
人类正在改变地球
最近，科学家和政策制定者们正在讨论：应对气候变化的“地球工程”从长远来说是否安全?是否存在风险?但无可置疑的是，在全新世气候稳定的1万年里诞生了人类文明，从那时起，大规模的地球改造工程已经开始人类分流了地球淡水量的1／3，在地球表面2／5的土地上进行种植和放牧。那么，人类对地球物理进程所进行的干预会对地球的未来产生什么样的后果呢?目前还不得而知，但科学家指出，我们生活在一个人类改造地球的地质年代里。人类正在与自然相抗衡，以一种影响和改变气候和地质的力量而崛起。
以下是人类的种种活动对地球的改变。
江河湖泊正在日益枯竭
所有能够从湖泊、河流和地下蓄水层获得的淡水，人类每年都要用去大约1／3。从局部来看，哈萨克斯坦大咸水湖就是一个例子，湖水大量流失，使该地区夏天更热冬天更冷，降雨稀少。局部区域的气候变化是否会对全球产生影响仍有待于观察。
污染给地球“抹黑”
世界上大约有5亿个家庭(其中大部分集中在亚洲和非洲)都以木材、煤炭和动物粪便生火做饭，带有“黑碳”微粒的烟雾升到大气中，形成个吸热层，围绕“黑碳”粒子形成雨滴，当雨水降落地面时，“黑碳”也随之降落地面，造成污染。
据估计，上个世纪北极温度上升0.56℃的原因有半是“黑碳”污染的结果。正如它可能已经减少了南亚和西非的降雨，改变了那里的天气模式一样，“黑碳”也可能造成了喜马拉雅地区冰川的融化，威胁着那里成千上万人赖以生存的供水来源——雪山。
无止境开拓耕地破坏大自然生态
如今地球陆地表面12％的土地都用于耕种农作物，其后果难以预料，例如大平原上的农业耕作究竟对全球气候产生什么样的影响目前还不清楚。其他些后果则较为明显，如亚马孙雨林的砍伐破坏了该地区水蒸发和冷凝的循环过程，使得“地球之肺”有可能成为稀树大草原。如果亚马孙雨林失去其大部分二氧化碳吸收能力，地球温度将继续上升。
更直接一些的后果还有，人们在农业耕作中滥用化肥，给当地环境注入了大量的氮和磷，每年从大气中抽取的氮多达约1.2亿吨，转化为氮肥，而2000万吨磷则从地下开采获得，氮和磷的使用量都远远超过以自然方式进入生物圈的量，多余的氮和磷中的大部分都经过河流溪湖流入大海，使一些海域迅速成为生物死区。
珊瑚礁的消失令物种濒临灭绝
在所有正在发生的生物灭绝中，也许最引人注目的就是珊瑚礁的消失。珊瑚礁是海洋中的“热带雨林”，是众多海洋生态系统的基础。由于污染、气候变化、过度捕捞和海洋酸化，在过去半个世纪里，全球1／4的珊瑚礁已经消失，1／3的依附珊瑚礁生存的物种正濒临灭绝。
珊瑚礁消失，珊瑚礁动物濒临灭绝所威胁的并不仅仅是海洋渔业，从地球物理角度来看，生态系统是调整营养物质和能量流动的生物学机制，遭到破坏的生态系统无法很好地承担这些工作，就像曾经富饶的地中海西北部，如今那里的主要生物只剩下细菌和水母。一些科学家认为，发生在过去的海洋生物大规模灭绝事件引起地球在之后数百万年的时间里碳循环的疯狂波动，海洋生态系统失去其调整能力，随后便带来了气候和天气的剧烈变化。在过去的5亿年间，地球上已经发生过五次大规模生物大灭绝事件，现在正在发生的是第六次生物大灭绝。
塑料革命导致化学污染泛滥
人类的工业发展导致了化学物质的产生，这在地球历史上是前所未有的，一些化学物质能够在地球环境中停留数几千年而仍然保持活性，包括用于制造农药的各种化合物，塑料的危害也很大，人类每年生产的塑料制品约达60亿吨。
高剂量的化学物质会破坏动物的内分泌系统，导致癌症产生和生殖改变，低剂量化学物质的影响目前尚不清楚，但可能会产生一些微妙而普遍的影响，最终改变生态系统的构成。
据联合国估计，海洋每2.6平方千米约存在着47000个塑料制品，低剂量的有机污染物和塑料制品引起的内分泌干扰影响已经遍及世界各地，包括那些从来没有人使用过化学物质和塑料制品的地区，如南极洲。
二氧化碳增多改变全球气候模式
在我们这个“人类世”时代里，燃烧富含碳的材料，让大气中充满二氧化碳，是经济发展的驱动力。其结果是，每年约有400亿吨的二氧化碳被送入大气中，在不知不觉中，燃料化石燃料成为人类最大的“地球工程”实验。
随着大气中二氧化碳达到过去1500万年以来最高水平，全球气候模式正在发生变化，平均气温持续升高。一部分二氧化碳被海水吸收，改变了氢离子和碳酸盐的比例，使海水变酸，最终有可能导致珊瑚、浮游生物和贝类从地球上消失。