為了減緩北極冰層融化,科學家提出大膽計畫:在冰上灑玻璃

全球氣候暖化,北極冰層以極快的速度融化,科學家預測,北極海冰可能會在近十年內融化殆盡。為了避免海冰溶化,加拿大非營利組織 Arctic Ice Project 提出大膽的解決方案:在冰層撒上「玻璃」。

北極海冰的重要功能:反射陽光,避免地表吸收熱能

北極海域覆蓋大量的海冰,不但提供了北極熊的棲息地,更重要的,是將陽光反射回太空,讓地球表面保持適當的溫度。然而,溫室效應正讓北極海冰消融。雖然海冰溶化不會影響海平面,但本該被反射回太空的陽光將被海水吸收,造成海洋溫度上升,接著更多冰層融化,露出更多海面,吸收更多陽光,產生惡性循環,讓氣候暖化加劇。

科學家預測,若北極的所有海冰溶化,其所造成的暖化效應,相當於以現在人類排放二氧化碳的速度,連續排放 25 年所造成的暖化效果,將會改變全球的大氣型態,造成激烈的乾旱、水災與熱浪。

因此,加拿大非營利組織 Arctic Ice Project 提出構想,計畫在北極冰層撒上玻璃粉末,將陽光反射回去,期望海冰可以重建,讓北極發揮反射陽光的功能,緩和全球暖化。

北極夏季冰層。圖片來源:Arctic Ice Project

玻璃粉末直徑僅 65 微米,就算冰層融化也能浮在海面反射陽光

北極主要有兩種海冰,一種是夏天不會融化,存在時間達千年以上的古老海冰,這種冰非常白,陽光反射率極高;另一種是冬天形成,但夏天就會融化的新海冰,它們比較薄,也比較暗,反射率較差。Arctic Ice Project 的技術長 Leslie Field 心想,是否能將玻璃撒在冰上,讓新海冰能度過夏天,並再經過多次冬天的強化,形成堅硬的冰層?

Field 認為,二氧化矽是製作玻璃粉末的最佳材料。微觀來看,這些粉末分別是直徑 65 微米的「玻璃珠」,而且這些珠子是中空的,因此就算冰層融化,它們也能浮在海面上反射陽光。

過去 10 年,Field 的團隊在美國與加拿大的湖泊做實驗,得到不錯的結果。例如明尼蘇達州的湖泊實驗,薄薄的玻璃層就提升 20% 的反照效果,成功減緩融化,當其他地方的冰塊融化,覆蓋玻璃層的冰層仍保有 1 英尺(約 30 公分)的厚度。

執行實驗的 Arctic Ice Project 研究團隊。圖片來源:Arctic Ice Project

學界質疑:影響食物鏈、海流降低反射效果

對於 Field 的計畫,科學界認為立意良好,但也提出不少質疑。

有學者質疑玻璃粉末的安全性。Field 回應,二氧化矽廣泛存在於自然環境,因此這些玻璃很安全。若動物攝食這些粉末,根據實驗,已證實對兩個物種無害。

生物學家擔心玻璃粉末會影響食物鏈。學者認為,這些粉末會阻擋陽光,減少水下藻類接收的陽光,改變它們的族群數量,進而影響魚類、海豹、北極熊,衝擊食物鏈。此外,這些粉末的尺寸與矽藻相似,若沉入海底,可能就會被海底的生物食用,造成它們營養缺乏。

對此,Field 表示,這些粉末大多能保持在水面上。Field 計畫測試粉末對浮游生態系的影響,若有傷害,就會設法降低;此外,Field 也在考慮是否要更改材料,讓粉末能在水中溶解。

"What’s your solution to help save the melting Arctic?"We’ve spent the past decade testing and developing various…

Posted by Arctic Ice Project on Thursday, 13 August 2020

但環境科學家 Mark Serreze 提出質疑,若這些粉末在海流快速的水域,它們很快就會消散,降低反射陽光的效果。

財務也是問題。其實 Field 不打算在整個北極灑玻璃,而是那些特別脆弱,融化特別快的地方,例如格陵蘭的 Fram 海峽。根據 Field 的模型,保護當地冰層的效益較高。但就算僅是 Fram 海峽,每年的玻璃製造、運送等費用預估就要 10 億到 50 億美元(約新台幣 300 億到 1500 億元)。Field 表示,相較於美國在 2017 到 2019 年因氣候災害而損失的 4600 億美元(約新台幣 13.8 兆元),50 億美金的成本相對小很多。

Field:灑玻璃只能治標,減碳才能治本

今年夏天,北極海冰覆蓋面積創下新低,對抗全球暖化刻不容緩。Field 承認,在海冰灑玻璃僅能治標,無法解決全球暖化的根本問題:碳排放。Field 將灑玻璃視為爭取時間的手段,延緩全球暖化的速度,讓人類能有更多的時間減碳。

Field 總結道,「在北極灑玻璃,是我希望人類永遠都用不到的後備計畫。」希望人類能在環境完全惡化前,就能從根本解決問題。

參考資料

BBC》、《Arctic Ice Project

(本文提供合作夥伴轉載;首圖來源:Pixabay CC Licensed。)

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